PID_Aplicatii Ale Detectorilor Prin Fotoionizare_BW_2012-10

7/25/2019 PID_Aplicatii Ale Detectorilor Prin Fotoionizare_BW_2012-10

http://slidepdf.com/reader/full/pidaplicatii-ale-detectorilor-prin-fotoionizarebw2012-10 1/47

1

Detecţia prinfotoionizare – aplicaţii

Dr. Victor Bocoş-Binţinţan



2

Rolul detectorilor PID în detectarea compuşilor necunoscuţi din aer

Tehnicile analitice utilizabile pentru a răspunde la întrebarea „Care sunt

contaminan ţ ii dintr-o prob ă de aer ?” pot fi grupate în funcţie decantitatea de informaţie analitică produsă, de selectivitate şi de cost.

Rezultă astfel o diagramă sub formă de piramidă:



3

Rolul detectorilor PID în detectarea compuşilor necunoscuţi din aer



4

Aplicaţii ale detecţiei prin fotoionizare

Mă

surarea hidrocarburilor - combustibili pentru aviaţie; vapori de

terebentină; etc. Aplicaţii din categoria HazMat ("HAZardous MATerials")

Fluidele de transfer termic

Industria celulozei şi hârtiei

Incendii provocate

Igienă industrială (determinarea expunerilor la un număr mare decompuşi)

Calitatea aerului de interior [IAQ = Indoor Air Quality] Aplicaţii environmentale: contaminarea solului, apei şi aerului cu

VOCs

Siguranţa spaţiilor confinate

Industria alimentară (stocarea alimentelor folosind fumiganţi)

Mentenanţă: detectarea scurgerilor de chimicale (din conducte,rezervoare, instalaţii) şi a emisiilor

Aplicaţii anti-teroriste (atac chimic)

Detectarea laboratoarelor clandestine pentru droguri ilegale



5

1. Detectarea hidrocarburilor în aviaţie

Potenţialii utilizatori sunt: producătorii de combustibili

pentru avioane (kerosen) aviaţia civilă şi militară

aeroporturile serviciile de mentenanţă ale

aeronavelor



6

1. Detectarea hidrocarburilor în aviaţieExemplu: Intrarea personalului uman în interiorul aripilor de

avion (care sunt rezervoarele de combustibil!) nu este permisădecât dacă avem <800 ppmv vapori de kerosen (echivalent cu<10% LEL).

Valoarea stabilită în SUA pentru TLV (Threshold Limit Value) =200 mg/m3 (ca. 35 ppmv) la produşii tip kerosen. Întrucâtdetectorii PID pot detecta cu uşurinţă niveluri de kerosen deordinul ppmv, ei sunt adecvaţi pentru protecţia tehnicienilorcare lucrează cu kerosen.

Astfel, nivelurile de protecţie sunt stabilite la următoarelepaliere: Indicaţia PID este <35 ppmv (inferior limitei minime de

alarmare): Lucrătorul poate intra în rezervorul din aripaaeronavei fără protecţie respiratorie (mască).

Indicaţia PID este <800 ppmv (inferior limitei maxime dealarmare): Lucrătorul poate intra în rezervorul din aripaaeronavei numai cu protecţie respiratorie (mască).

Indicaţia PID este >800 ppmv: Lucrătorul NU poate intra în

rezervorul din aripa aeronavei, chiar dacă poartă mască!



7


Exemple de concentraţii-limită legate de combustibilii deaviaţie (SUA): Jet A/JP-8: CF= 0,67. Limita de expunere = 35 ppmv

(= 52 ppmv unităţi de isobutenă) Jet B/JP-4: CF= 1,00. Limita de expunere = 35 ppmv

(= 35 ppmv unităţi de isobutenă) Jet JP-5: CF= 0,60. Limita de expunere = 35 ppmv

(= 58 ppmv unităţi de isobutenă)

JetFuel TS: CF= 0,60. Limita de expunere = 35ppmv (= 58 ppmv unităţi de isobutenă) De asemenea, detectorii PID se pot utiliza cu succes la

detectarea altor compuşi chimici utilizaţi în mentenanţaaeronavelor, cum sunt vopseluri, degresanţi, solvenţi (caspre exemplu, solvenţi cloruraţi).

IMPORTANT: Liniile de prelevare a probelor trebuie să fieconfecţionate NUMAI din metal sau Teflon PTFE! Nu seutilizează niciodată tuburi din Tygon, care absorb vaporii

de combustibil.



8


Avantaje ale monitorizării folosind detectorii PID: Intrarea lucrătorilor în rezervorul de combustibil se

poate face mai rapid, de îndată ce nivelul de keroseneste <35 ppmv; nu mai trebuie să se aştepte oanumită perioadă indicată “pe hârtie” pentru aerisire(şi care poate atinge şi 24 ore!). Acest lucru conducela reducerea perioadei de imobilizare la sol aaeronavei, deci la scăderea costurilor de mentenanţă

prin creşterea productivităţii avionului. Mărirea confortului şi siguranţei lucrătorilor care

intră în aripi, prin reducerea (sau chiar eliminarea)folosirii măştilor. Măştile sunt dificil de purtat, înspecial perioade îndelungate.

Sesizarea rapidă a pierderilor & scurgerilor decombustibil.



9

2. Aplicaţii din categoria HazMat

("HAZardous MATerials")Detectorii PID sunt unelte foarte valoroasepentru echipele de urgenţă/intervenţiechimică (tip HazMat – în SUA), la:

a) Evaluarea iniţială a tipului de echipamentde protecţie individuală

b) Detecţia scăpărilor ("leak detection" )c) Stabilirea, monitorizarea & îngrădirea

perimetrelor contaminated) Decontaminareae) Remedierea



10


a) Evaluarea ini ţ ial ă a tipului de echipament deprotec ţ ie individual ă (PPE = Personal ProtectionEquipment):

Studiu de caz: O echipă HazMat a fostchemată de urgenţă de o firmă de transportferoviar ca să evalueze următoarea situaţie:

Sub un vagon-cisternă se adunase o baltă delichid despre care se credea, conform panouluiindicator ataşat pe cisternă, că este benzen (uncompus chimic cancerigen, cu valoarea PEL denumai 1 ppm!) [Figura 1]. Umiditatea ambiantă era foarte ridicată (95% RH); la fel şi temperatura(35ºC).



11


Reacţia: Fără a verifica vaporii generaţi de

lichid, echipa HazMat a decis ca toţi lucrătoriicare operau în zonă să fie echipaţi cu costumede protecţie de nivel A (etanşe şi grele), care, dincauza condiţiilor ambiante (căldură şi umiditateextreme) le-au provocat muncitorilor un puternicdisconfort prin stres termic.

DAR: Abia ulterior s-a constatat că baltade sub cisternă nu era altceva decât ap ă condensat ă, nu benzen lichid. Această cantitatede apă a apărut deoarece vagonul-cisternă a fost încărcat cu benzen la o temperatură sensibil maijoasă (de ca. 18ºC).



12


CONCLUZIE:Dacă s-ar fi utilizat la momentul iniţial (de alarmare) undetector PID, care are o sensibilitate foarte ridicată lavaporii de benzen şi totodată NU detectează vaporii de apă,s-ar fi realizat imediat (în câteva secunde) că balta de lichidde sub cisternă nu este o acumulare de benzen lichid.Aceasta ar fi condus la evitarea afectării lucrătorilor din

cauza purtării inutile a costumelor de protecţie antichimică!



13


b) Detec ţ ia sc ăp ărilor de chimicale ("leak

detection") şi delimitarea ariilor contaminare Adeseori, o scăpare/scurgere de chimicale NU este deloc

evidenţiabilă cu uşurinţă organoleptic (prin simplă determinare vizuală, auditivă, olfactivă, etc.) şi prinurmare ea trebuie mai întâi localizată, în vederea stopăriiei.

Pe măsură ce ne îndepărtăm de sursa de vapori(scăpare), aceştia sunt diluaţi în aerul ambiant şi deciconcentraţia de compus-ţintă scade cu distanţa.



14

2. Aplicaţii din categoria HazMat Folosind detectorul PID, se poate determina

acest gradient de concentraţie; cu alte cuvinte, uninstrument PID se poate folosi la fel cum un detectorde radiaţii Geiger-Müller se utilizează la găsirea uneisurse de radiaţii ionizante. În acest fel, capacitateade detectare a scurgerilor oferită de instrumentelePID salvează timp şi resurse, întrucât scăpările dechimicale sunt localizate mult mai rapid.

Delimitarea ariilor contaminate cu compuşi toxici

sau periculoşi poate reprezenta o problemă în sine,deoarece fluidele împrăştiate pe sol în cursul unuiaccident chimic pot fi foarte diverse (apă,combustibil, ulei de motor, lichid de stingere aincendiilor, etc.). Spre exemplu, un detector PID vareuşi delimitarea ariei contaminate preponderent cucombustibil, iar apoi doar acea arie va fi acoperită cumaterial absorbant (ceea ce va economisi bani şi

timp, în ce priveşte decontaminarea!).



15


c) Stabilirea, monitorizarea & îngr ădirea

perimetrelor contaminate Operatorii HazMat sunt antrenaţi să evalueze un

incident ce implică substanţe chimice, pe baza: toxicităţii acute/cronice a gazelor & vaporilor acelorsubstanţe; condiţiilor ambiante: temperatură, presiune, direcţia şiviteza vântului; alte condiţii specifice.

În acest mod, sunt stabilite perimetrele caretrebuiesc evitate.

Trebuie însă menţionat că aceste perimetre pot varia, în funcţie de modificarea unor parametri & condiţii (cum arfi temperatura ambiantă, presiunea, umiditatea relativă,direcţia şi/sau viteza vântului). Astfel, tehnicienii HazMatexperimentaţi re-evaluează în mod continuu aceste

modificări, pentru ca lucrătorii şi cetăţenii să fie protejaţi.



16

2. Aplicaţii din categoria HazMatStudiu de caz:

Răsturnarea unui camion-cisternă încărcat cubenzină necesită reevaluarea perimetrului în timp:

Astfel, la ora 8 erau 45ºF = ca. 7ºC şi vânt 0 km/h,iar concentraţia de vapori de benzină la câţivametri de cisternă, măsurată cu un PID, a fost de150 ppmv (doar 1/2 din valoarea TWA).



17


La ora 11 temperatura crescuse la 75ºF = ca. 24ºC,iar vântul avea o viteză de 10 mph = ca. 16 km/h,prin urmare concentraţia vaporilor de benzină (măsurată la aceeaşi distanţă!) crescuse de 4 ori,la 600 ppmv (de 2 ori valoarea TWA!). În concluzie, la ora 11 perimetrul de protecţie a

trebuit mărit, comparativ cu ora 8.



18

2. Aplicaţii din categoria HazMat De asemenea, urmărirea datelor înregistrate de instrumentul PID prin

datalogging furnizează autorităţilor dovezi certe, utilizabile inclusiv înjustiţie, cu privire la magnitudinea contaminării şi la momentulscăpării de compus chimic.

În plus, înregistrarea datelor va furniza informaţii valoroase legate deeficienţa decontaminării!

Exemplu de monitorizare, prin datalogging, a unui incident chimic



19


d) Decontaminarea

Aparatele tip PID se pot utiliza cu succes laverificarea eficienţei cu care s-a efectuat decontaminareapersoanelor care au participat la intervenţii anti-chimice(mai concret, a costumelor de protecţie).

Studiu de caz:Personalul de intervenţie la un incident ce implică

deversarea de combustibili lichizi (benzină) va aveacostumele de protecţie din materiale ignifuge contaminatecu benzină, ceea ce va conduce la compromitereacapacităţii ignifuge a echipamentului de protecţie. Prinfolosirea unui instrument PID se va putea determina cuuşurinţă dacă costumul de protecţie respectiv este (sau nu)contaminat cu benzină, iar în caz afirmativ costumul estesupus decontaminării prin spălare.



20


Întreb ările la care poate r ăspunde un PID legat dedecontaminare



21


e) Remedierea

Adeseori chimicalele nu pot fi izolate, deoarece elepătrund în straturile de sol sau în apă; de aceea, trebuiescdemarate acţiunile de remediere a mediului prevăzute delegislaţie.

Spre exemplu, în SUA există – pentru contaminareacu produse petroliere – o concentraţie limită de 100 ppmv hidrocarburi petroliere totale HPT. Astfel, dacă o probă deaer headspace deasupra solului prezint

ă doar 10 ppm

vde

HPT, atunci remedierea nu este în principiu necesară, întimp ce o concentraţie de 200 ppm HPT în headspacesugerează că probele de sol trebuiesc supuse remedierii.

Cel mai bine este să se interogheze o probă de aerheadspace de deasupra unei probe de sol sau de apă (înloc de a se trece aparatul PID pe deasupra solului sauapei), deoarece în acest fel se evită variaţiile foarte mari deconcentraţie a vaporilor fotoionizabili din pricina vremii

(temperatură, vânt) sau condiţiilor din sol.



22

2. Aplicaţii din categoria HazMat Întrebare:

Cum se prelevează o probă de aer headspace?

Răspuns: Se urmează următoarele etape:

1. Se introduce o cantitate de sol / apă contaminat(ă) într-

un container sau chiar într-o pungă din plastic.2. Se acoperă containerul / închide punga şi se lasă să ajungă la echilibru la temperatura ambiantă – timp decirca 15 minute.

3. Se introduce sonda de prelevare a instrumentului PID înrecipient/pungă şi se prelevează aerul headspace.

4. Se citeşte indicaţia dată de aparat. [În general, oindicaţie <100 ppmv este în regulă.]



23

3. Detectarea fluidelor de transfer termic În SUA se utilizează ca fluid de transfer termic, spre

exemplu, produsul numit DowTherm-A, care este unamestec compus din 73% phenyl-ether (diphenyl oxide) +27% diphenyl.

unde:PEL = Permissible Exposure LimitIDLH = Immediate Danger for Life and Health



24

3. Detectarea fluidelor de transfer termic

Valoarea TLV (Threshold Limit Value) pentru fluidultermic DowTherm-A se calculează astfel:

TLVamestec = 1 / (X1/TLV1 + X2/TLV2)

, iar valoarea IDLH (Immediate Danger for Life and Health):

IDLHamestec = 1 / (X1/IDLH1 + X2/IDLH2)

, unde 1 şi 2 sunt cei doi compuşi chimici ce compunamestecul DowTherm-A, iar X este fracţia molară.

În continuare:TLVDowTherm-A = 1 / (0,73/1 + 0,27/0,2) = 0,48 ppmv

IDLHDowTherm-A = 1 / (0,73/100 + 0,27/20) = 48 ppmv.



25

3. Detectarea fluidelor de transfer termic

Cum anume determin ă un instrument PID fluidul de transfertermic DowTherm-A? Un aparat PID echipat cu o lampă UV standard (cu energiafotonilor de 10,6 eV) va fi perfect capabil să ionizeze şi deci să detecteze ambii compuşi chimici ce compun DowTherm-A,deoarece ambii au un IP<10,6:

7,95 eVDiphenyl

8,09 eVDiphenyl oxideEnergia de ionizare IP: Compusul:



26

3. Detectarea fluidelor de transfer termicImpediment: Fluidul termic DowTherm-A are o

temperatură de fierbere ridicată (de 257°C) şi o presiune devapori redusă (de numai 0,025 mm Hg la 25°C), ceea ce înseamnă că în condiţii ambiante normale el generează ocantitate redusă de vapori.

Spre exemplu, prelevarea vaporilor la echilibru dedeasupra unei găleţi ce conţine DowTherm-A la temperaturiscăzute, de 5°C, nu va produce un răspuns PID (sau vaproduce un răspuns foarte mic). Prelevarea vaporilor laechilibru de deasupra unei găleţi ce conţine DowTherm-A la

temperatura camerei, de 20°C, va produce un răspuns PID decirca 33 ppmv.Calibrarea aparatului PID: S-a găsit că pentru

instrumentele produse de RAE Systems Inc., factorul decorecţie pentru DowTherm-A este CF= 0,4, deci:

CDowTherm-A = CF ×××× Cindicată de PID în unităţi de iso-butenă .Deoarece concentraţiile de vapori de DowTherm-A sunt

în general mici, se recomandă calibrarea instrumentului PIDcu o atmosferă-etalon ce conţine 10 ppmv de iso-butenă în

aer.



27

4. Investigarea incendiilor provocate

Hidrocarburile inflamabile (incluzând aici benzina, kerosenul,respectiv solvenţii pentru vopseluri) sunt utilizate foarte des la iniţiereaincendiilor provocate (ca şi acceleranţi ai acestora).

De aceea, investigarea acestor incendii este mult ajutată dacă se poate determina dacă s-au folosit aceşti acceleranţi, şi îndeosebilocalizarea acestora.

Având o sensibilitate foarte bună la aceşti compuşi, detectoriiPID sunt unelte extrem de utile în investigarea incendiilor provocate,deoarece ei pot determina cu precizie şi rapiditate ariile unde suntprezenţi acceleranţii, astfel încât se pot lua probe care se trimit înlaborator spre a fi analizate în detaliu (prin GC/MS).

Totuşi, spre deosebire de câini (care pot fi antrenaţi în adeosebi acceleranţii de alte hidrocarburi, însă au o serie dedezavantaje), detectorii PID nu pot distinge acceleranţii de celelaltehidrocarburi ce pot exista la locul unui incendiu. Cu toate acestea,instrumentele PID pot, utilizate fiind de un specialist experimentat, să ajute la localizarea spoturilor cu concentraţii reziduale mari deaccelerant.

În incendiile provocate, aparatele PID se folosesc pentru„adulmecarea” unor spoturi specifice: fisurile din podea (beton,ciment), spaţiile dintre plăcile de parchet, resturi de covor sau mochetă,

perdele, (sau orice alt material care nu a ars şi este capabil să reţină fluidul inflamabil .



28

5. Aplicaţii legate de calitatea aerului de interior

În societatea modernă, marea majoritate a oamenilortrăieşte >90% din timp în spaţii interioare, undecontaminanţii din aer au concentraţii cu 1...3 ordine demărime mai mari decât nivelurile din aerul ambiant.

Clădirile eficientizate din punct de vedere energeticpresupun o etanşeizare foarte eficientă, ceea ce poateconduce (mai ales în lipsa unor sisteme adecvate deventilare şi/sau condiţionare a aerului) la creşteri foarteaccentuate ale concentraţiilor de contaminanţi ai aerului de

interior. Din acest motiv, se discută despre „sindromulclădirilor bolnave” („sick building syndrome” ). Efecteleprincipale asupra sănătăţii sunt: iritaţii ale ochilor şi aletractului respirator; dureri de cap; ameţeli; tulburări devedere; probleme de memorie.

Primii 5 poluanţi ai aerului de interior sunt, conformAmerican Lung Association: monoxidul de carbon,formaldehida, contaminanţii microbieni (mucegai, insectemicroscopice, etc.), fumul de ţigară, respectiv compuşii

organici volatili VOCs.



29


Instrumentele PID sunt unelte foarte puternice în monitorizarea

calităţii aerului de interior (IAQ), prin prisma excelentei lor sensibilităţi(1 ppbv), domeniului dinamic liniar foarte bun (5 ordine de mărime) şirăspunsului extrem de rapid, practic instantaneu (răspuns „în timpreal” – 2..3 secunde).

Astfel, determinarea compuşilor organici volatili fotoionizabilitotali (tVOCs) folosind PID este o practică ce câştigă din ce în ce maimult interes. Existenţa tVOCs este un excelent indicator al prezenţei:VOCs proveniţi prin degazarea/emisia („outgassing” ) din/de la diversemateriale.

VOCs din activităţile microbiene (ale ciupercilor, mucegaiurilor etc.).

Instrumentele PID au avantajul că pot detecta 3 dintre aceşticontaminanţi prioritari ai aerului de interior:A. Compuşii organici volatili de origine microbiană mVOCs.B. Compuşii organici volatili VOCs din fumul de ţigară.C. Compuşii organici volatili VOCs din materialele de construcţii şi dinactivităţile de birou.



30

5. Aplicaţii legate de calitatea aerului de interiorLiniile directoare generale legate de utilizarea PID pentru

măsurarea calităţii aerului de interior (tVOCs) sunt – în cepriveşte tipul de spaţiu (locuinţe, şcoli):Nivelul de tVOCs recomandat este în intervalul 200...1300 µ g/m 3

(50...325 ppb v ) toluen, ceea ce corespunde la ca. 100...650 ppb v unit ăţ i de isobuten ă.Pragul de tVOCs pentru un mediu IAQ normal nu trebuie să exceadă valoarea de 500 ppbv unităţi de toluen, ceea cecorespunde la 1000 ppbv (1 ppmv) unităţi de isobutenă.

Experimentele de teren sugerează următoarele principiidirectoare pentru utilizarea PID la evaluarea aerului de interior:

O indicaţie <100 ppbv unităţi de isobutenă = aer normal deexterior.

Indicaţie între 100 şi 400 ppbv unităţi de isobutenă = aernormal de interior.

Indicaţii de >500 ppbv unităţi de isobutenă = aer de interior

contaminat.



31


Exemple de aplicaţii pentru IAQ:

a) Detectarea vaporilor de solvenţi de la vopseluri.b) Identificarea expunerilor tranziente la vapori de VOCs.

c) Monitorizarea nivelului de vapori de solvenţi (generaţi deun copy shop, mai concret de tonerul folosit) dintr-oclădire, pe durata unei zile de lucru. Se poate observa unnivel scăzut al acestora dimineaţa, respectiv o creştere aconcentraţiei lor după-amiaza.



32

6. Siguranţa spaţiilor confinateDefiniţia unui spa ţ iu confinat :

Un volum/incintă delimitat de pereţi, suficient de mare pentruca cel puţin o persoană să poată intra pentru a efectua diverselucrări.Acest volum/incintă este caracterizat prin existenţa unor limitări

în ceea ce priveşte posibilitatea de intrare & ieşire în & din acelspaţiu.Spaţiul respectiv NU este destinat pentru a fi ocupat continuu

de către oameni.Exemple de spaţii confinate:Containere şi tancuri de stocare

Canalizări

Camere subterane pentru utilităţiSilozuri agricole

Rezervoare ale vapoarelor, avioanelor

Tuneluri.



33

6. Siguranţa spaţiilor confinate

Un spaţiu confinat ce necesită autorizaţie pentru intrare este acel

spaţiu care: Conţine (sau are potenţialul de a conţine) o atmosferă

periculoasă

Conţine materiale ce pot cauza imobilizarea unei persoane

Au un design/construcţie ce poate cauza închiderea şi/sauasfixierea unei persoane

Conţine un pericol deja cunoscut pentru siguranţă sau sănătate.



34


Pericolul unei atmosfere necorespunzătoare dintr-un

spaţiu confinat – poate conduce la imobilizarea, intoxicarea, îmbolnăvirea, sau chiar decesul unei persoane ce pătrunde înacel spaţiu.

În consecinţă, monitorizarea aerului dintr-un spaţiuconfinat este obligatorie înainte de a intra acolo; această monitorizare presupune:

a) Oxigenul: trebuie ca nivelul O2 să fie adecvat (minimul permiseste de 19,5% vol., iar maximul permis de 23,5% vol.).b) Gazele/vaporii combustibili: trebuie să nu fie prezenţi!c) Gazele/vaporii toxici: să nu fie prezenţi, sau, dacă există, să aibă niveluri de concentraţie mai reduse decât nivelele maximeadmise. Gazele toxice comune spaţiilor confinate sunthidrogenul sulfurat H2S, monoxidul de carbon CO, dar şi alţicompuşi chimici toxici.



35


Prelevarea probelor dintr-un spaţiu confinat are o

importanţă crucială, din pricina posibilei stratificări peverticală a diverşilor compuşi toxici. Astfel, la verificareaunui spaţiu confinat este extrem de important să se iaprobe de la diverse adâncimi, pentru a putea localizadiverşii compuşi.

Trebuie păstrată în minte ideea de principiu că: gazele/vaporii mai uşoare decât aerul (cum sunt

metanul CH4 sau alte gaze combustibile) se voracumula în partea superioară a spaţiului confinat.

gazele/vaporii cu densitate similară cu cea aaerului se vor distribui peste tot

gazele/vaporii mai grei decât aerul (ca spreexemplu H2S) se vor acumula în partea inferioară.



36

6. Siguranţa spaţiilor confinateDe asemenea, această verificare la diverse niveluri pe verticală

trebuie să fie executată în mod continuu, deoarece profilurile deconcentraţie se pot modifica în timp fără vreo avertizare, datorită modificării diverselor condiţii (scurgeri/evaporări de chimicale, agitareaaerului sau materialului prezent pe fundul containerului, etc.).

Metanul CH4 şi monoxidul de carbon CO nu pot fi ionizate deradiaţia UV generată de lămpile folosite în detectorii PID, deci nu se potdetecta prin PID. Hidrogenul sulfurat H2S este detectabil cu o lampă de10,6 eV. De asemenea, o mare diversitate de compuşi VOCs toxici se

pot detecta cu ajutorul unui instrument PID.



37

7. Aplicaţii în industria alimentară (stocare)

Utilizarea de compuşi fumiganţi ca şipesticide este o practică comună în aplicaţiipractice legate de stocarea alimentelor, carantinavamală a mărfurilor şi controlul dăunătorilor.

Fumiganţii uzuali sunt:

a) Bromura de metil CH3Brb) Fosfina PH3

c) Fluorura de sulfuril SO2F2 (Vikane) .Dacă fluorura de sulfuril nu este detectabilă

folosind PID, bromura de metil şi fosfina suntdetectabile prin PID.



38


a) Bromura de metil Bromura de metil este un fumigant utilizat pentru stocarea

produselor (ca alimentele, mobilierul) şi de asemenea în vămi (pentruefectuarea carantinei). Cu toate că se intenţionează să se renunţe laCH3Br din pricină că posedă proprietăţi ce duc la subţierea stratuluiprotector de ozon stratosferic, este un compus încă des utilizat pentruscopurile menţionate anterior.

Astfel, în ce priveşte bromura de metil, limita de detecţie prinPID este de circa 0,2 ppmv, perioada de măsurare trebuie să fie ce

minim 60 secunde, iar factorii de corecţie sunt:

Este preferată utilizarea lămpii standard de 10,6 eV, deoareceare o durată de viaţă mult mai lungă decât cea a lămpii de 11,7 eV, iarsensibilitatea celor 2 lămpi este similară.



39


b) Fosfina (gazoas ă sau solid ă – Phostoxin) Fosfina PH3 este utilizată ca pesticid în unităţile de stocare a

alimentelor – în special în agricultură şi la produsele marine. Pentru aavea un efect asupra dăunătorilor, este necesară realizarea uneiatmosfere ce conţine câteva sute de ppmv de PH3. Phostoxin este unsolid (sfere sau pelete) care, în contact cu umiditatea din aer, elibereazălent PH3 gazoasă.

Fosfina este un compus toxic, având o valoare a TWA (8 ore) de0,3 ppmv, iar valoarea STEL = 1 ppmv.

Aparatele PID detectează cu succes fosfina PH3 cu toate cele 3lămpi posibile:

Un alt avantaj este răspunsul extrem de rapid, în circa 3secunde.



40


Dezavantajul ce trebuie luat în considerare ladetectarea PH3 folosind instrumente PID esteacela al apariţiei fenomenului de „aburire” a lămpiiUV .

Acest proces se datorează faptului că PH3 participă la o serie de procese fotochimice, ce conducla formarea de compuşi care se depun pe suprafaţalămpii UV, indiferent de energia fotonilor.

Efectul se agravează cu creşterea concentraţieide PH3 şi cu mărirea duratei de expunere la acestanalit. La valorile apropiate de TWA (sub-ppmv),efectul de aburire este neglijabil, însă el devine evidentla circa 20 ppmv (se observă printr-o scădere înrăspunsul afişat pe display) şi este extrem de pregnantla câteva sute de ppmv.

Totuşi, aceste depuneri se pot curăţa cu uşurinţă

de pe lampă folosind metanol anhidru.



41

8. Aplicaţiile de mediu (aer, ape, soluri)Instrumentele de tip PID au capacitatea de a măsura cu foarte

mare sensibilitate (ppbv) gaze şi vapori toxici.Ca regulă de bază, un aparat PID este capabil de a detecta

majoritatea compuşi organici VOCs, ce conţin de la 1 atom de C (caCH2Cl2) şi până la 10 atomi de C (ca naftalenul C10H8).

Pot fi abordate următoarele categorii de aplicaţiienvironmentale:

a) Remedierea solurilor:

- Verificarea scurgerilor de sub tancurile / rezervoarele destocare a combustibililor. Analiţii detectaţi în ce priveşte combustibilii(benzină, motorină sau kerosen) sunt BTEX (benzen, toluen, etilbenzenşi xileni), precum şi TPH (conţinutul total de hidrocarburi). Se poateutiliza şi analiza headspace a solului.

- Monitorizarea contaminării solului la diverse facilităţiindustriale, complexe rezidenţiale, sau baze militare.

- Verificarea eficienţei tratamentelor prin incinerare (prinmonitorizarea nivelului de contaminare cu VOCs înainte şi după incinerare).



42

8. Aplicaţiile de mediu (aer, ape, soluri)b) Monitorizarea apelor

- Determinarea nivelului de compuşi VOCs toxiciprezenţi în apa potabilă – cum ar fi, spre exemplu, solvenţiicloruraţi (ca CCl4) sau hidrocarburi aromatice (cum estetoluenul) din apa prelevată din puţuri, fântâni sau izvoare,sau cea prelevată din zonele cu facilităţi industriale, nucleare sau militare. Se efectuează analiza headspace.

c) Monitorizarea reziduurilor/de şeurilor periculoase

- Efectuarea de măsurători la rampe de deşeuri,facilităţi industriale dezafectate, baze militare închise, saupe durata transportului deşeurilor periculoase.

- Verificarea etanşeităţii butoaielor & containerelor ceconţin deşeuri toxice.

d) Monitorizarea diverselor atmosfere - Se pot aborda: aerul de la locurile de muncă; aerul

ambiant; aerul de interior.



43

9. Depistarea laboratoarelor clandestine (droguri)

Laboratoarele clandestine („clanlabs” ) sunt cele care producamfetamine şi alte droguri de sinteză.

Prin însăşi natura ilegală a acesteiactivităţi, existenţa acestor laboratoare

este în mod evident profund conectată cu o contaminare serioasă a mediului(încăperile respective, dar şi în exterior)cu o serie de compuşi chimicipericuloşi prin toxicitatea şiinflamabilitatea lor.



44

9. Depistarea laboratoarelor clandestine (droguri)

Aparatele de tipPID sunt ideale pentrudetectarea atât ahidrocarburilorinflamabile, cât şi a unuinumăr foarte mare decompuşi toxici.

Ca regulă de bază, într-un laboratorclandestin se pot întâlnicirca 50 de compuşichimici (sub formă degaze, vapori, lichide sausolide), dintre care uninstrument PID poatedetecta 32.



45

9. Depistarea laboratoarelor clandestine (droguri)IMPORTANT: Într-un astfel de mediu, investigatorii

trebuie să seteze limita minimă de alarmare la 5 ppmv unităţi de isobutenă, iar la indicaţii >5 ppmv să poarteprotecţie respiratorie.

CONCLUZII:1. Detecţia continuă a fosfinei PH3 este preferabil a se efectuafolosind senzori electrochimici.2. Setarea limitei minime de alarmare a PID la 1 ppmv (în unităţide isobutenă) oferă o protecţie toxicologică pentru 22 de chimicale, de la iod la acetonă.

3. Setarea limitei minime de alarmare a PID la 5 ppmv (în unităţide isobutenă) oferă o protejare toxicologică pentru 16 chimicale,de la formamidă la acetonă.Setarea limitei minime de alarmare a PID la 10 ppmv (în unităţi deisobutenă) oferă o protejare toxicologică pentru 12 chimicale, dela o-toluidină la acetonă.4. Instrumentul PID este capabil să determine şi o serie decompuşi caracteristici laboratoarelor clandestine, dar pentrucare nu s-au găsit valorile limitelor de expunere: bromobenzen,

isosafrol, fenil-2-propanonă, acid fenilacetic, piperonal, acidiodhidric.



46

10. Detecţia armelor chimice (anti-tero)

Instrumentaţia PID este capabilă să detectezeun număr considerabil de compuşi chimici dincategoria TICs (Toxic Industrial Chemicals), dar şidin clasa CWAs (Chemical Warfare Agents).

Testele realizate de armata americană încă din 1999 au demonstrat că aparatele PID au

sensibilitate foarte bună faţă de armele chimiceparalizante (Sarin, Tabun, Soman) şi vezicante(compuşi tip muştar).

Astfel, pentru un instrument RAE Systems culampă de 10,6 eV, factorul de corecţie CF pentrumuştar HD este de 0,6, iar pentru Sarin este de 3,0.



10. Detecţia armelor chimice (anti-tero)

Totuşi, tehnica PID nu furnizează un răspuns selectiv faţă desubstanţele toxice de luptă (CWAs). În acest scop, trebuiesc utilizatetehnici analitice mai selective, cum sunt IMS (spectrometria demobilitate ionică) sau GC/MS (gazcromatografia cuplată cu

spectrometria de masă).

Documents

PID_Aplicatii Ale Detectorilor Prin Fotoionizare_BW_2012-10