Lotny związek organiczny
Lotne związki organiczne ( LZO ) to związki organiczne , które mają wysoką prężność par w temperaturze pokojowej . Wysoka prężność par koreluje z niską temperaturą wrzenia , która odnosi się do liczby cząsteczek próbki w otaczającym powietrzu, co jest cechą znaną jako lotność .
LZO są odpowiedzialne za zapach zapachów i perfum , a także za zanieczyszczenia . LZO odgrywają ważną rolę w komunikacji między zwierzętami a roślinami, np. jako atraktanty dla zapylaczy, ochrona przed drapieżnikami, a nawet interakcje między roślinami. Niektóre lotne związki organiczne są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego lub szkodzą środowisku . Antropogeniczne LZO są regulowane prawnie, zwłaszcza w pomieszczeniach, gdzie stężenia są najwyższe. Większość lotnych związków organicznych nie jest silnie toksyczna , ale może mieć długotrwały, przewlekły wpływ na zdrowie. Niektóre LZO były używane w farmacji inne są przedmiotem kontroli administracyjnych ze względu na ich rekreacyjne wykorzystanie .
Definicje
W użyciu są różne definicje terminu LZO. Poniżej przedstawiono kilka przykładów.
Kanada
Health Canada klasyfikuje LZO jako związki organiczne, które mają temperaturę wrzenia w przybliżeniu w zakresie od 50 do 250 ° C (122 do 482 ° F). Nacisk kładziony jest na powszechnie spotykane LZO, które miałyby wpływ na jakość powietrza.
Unia Europejska
Unia Europejska definiuje LZO jako „dowolny związek organiczny, jak również frakcję kreozotu , mający w temperaturze 293,15 K prężność pary 0,01 kPa lub większą, lub wykazujący odpowiednią lotność w określonych warunkach stosowania;”. Dyrektywa w sprawie emisji LZO z rozpuszczalników była głównym instrumentem polityki redukcji przemysłowych emisji lotnych związków organicznych (LZO) w Unii Europejskiej. Obejmuje szeroki zakres działań wykorzystujących rozpuszczalniki, np. drukowanie, czyszczenie powierzchni, powlekanie pojazdów, czyszczenie chemiczne oraz produkcję obuwia i wyrobów farmaceutycznych. Dyrektywa w sprawie emisji LZO rozpuszczalników wymaga, aby instalacje, w których prowadzona jest taka działalność, spełniały albo dopuszczalne wielkości emisji określone w dyrektywie, albo wymagania tzw. schematu redukcji. Artykuł 13 Dyrektywy w sprawie farb, zatwierdzonej w 2004 r., zmienił pierwotną Dyrektywę w sprawie emisji LZO i ograniczył stosowanie rozpuszczalników organicznych w farbach i lakierach dekoracyjnych oraz w produktach do wykańczania pojazdów. Dyrektywa w sprawie farb określa maksymalne wartości graniczne zawartości LZO dla farb i lakierów w niektórych zastosowaniach. Dyrektywa w sprawie emisji rozpuszczalników została zastąpiona przez Dyrektywa w sprawie emisji przemysłowych z 2013 r.
Chiny
Chińska Republika Ludowa definiuje LZO jako te związki, które „pochodzą z samochodów, produkcji przemysłowej i użytku cywilnego, spalania wszelkiego rodzaju paliw, przechowywania i transportu olejów, wykończenia wyposażenia, powłok mebli i maszyn, oparów oleju kuchennego i drobne cząstki (PM 2,5)” i podobne źródła. Trzyletni plan działania na rzecz wygrania wojny obronnej pod błękitnym niebem, opublikowany przez Radę Państwa w lipcu 2018 r., tworzy plan działania mający na celu zmniejszenie emisji LZO o 10% do 2020 r.
Indie
Centralna Rada Kontroli Zanieczyszczeń Indii wydała ustawę Air (Prevention and Control of Pollution) Act w 1981, zmienioną w 1987, aby odpowiedzieć na obawy dotyczące zanieczyszczenia powietrza w Indiach . Chociaż dokument nie rozróżnia LZO i innych zanieczyszczeń powietrza, CPCB monitoruje „tlenki azotu (NO x ), dwutlenek siarki (SO 2 ), drobny pył zawieszony (PM10) i zawieszony pył zawieszony (SPM)”.
Stany Zjednoczone
Definicje LZO stosowane do kontroli prekursorów smogu fotochemicznego stosowane przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) i agencje stanowe w USA wraz z niezależnymi przepisami dotyczącymi zanieczyszczenia powietrza na zewnątrz obejmują wyjątki dla LZO, które zostały uznane za niereaktywne lub o niskim -reaktywność w procesie powstawania smogu. Na uwagę zasługuje rozporządzenie VOC wydane przez South Coast Air Quality Management District w Kalifornii oraz przez California Air Resources Board (CARB). Jednak to specyficzne użycie terminu LZO może być mylące, zwłaszcza gdy jest stosowane jakość powietrza w pomieszczeniach , ponieważ wiele substancji chemicznych, które nie są regulowane jako zanieczyszczenie powietrza na zewnątrz, może nadal mieć znaczenie dla zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach.
Po wysłuchaniu publicznym we wrześniu 1995 r. ARB w Kalifornii używa terminu „reaktywne gazy organiczne” (ROG) do pomiaru gazów organicznych. CARB zrewidował definicję „lotnych związków organicznych” stosowaną w swoich przepisach dotyczących produktów konsumenckich, w oparciu o ustalenia komisji.
Oprócz wody pitnej , LZO są regulowane w zrzutach zanieczyszczeń do wód powierzchniowych (zarówno bezpośrednio, jak i przez oczyszczalnie ścieków) jako odpady niebezpieczne, ale nie w nieprzemysłowym powietrzu w pomieszczeniach. Administracja ds . Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA) reguluje narażenie na LZO w miejscu pracy. Lotne związki organiczne, które są sklasyfikowane jako materiały niebezpieczne, podlegają przepisom Urzędu ds. Bezpieczeństwa Rurociągów i Materiałów Niebezpiecznych podczas transportu.
LZO generowane biologicznie
Limonen , powszechnie występujący biogenny LZO, jest emitowany do atmosfery przede wszystkim przez drzewa rosnące w lasach iglastych .
Większość lotnych związków organicznych w atmosferze ziemskiej to związki biogenne, w dużej mierze emitowane przez rośliny.
| mieszanina | względny wkład | emitowana ilość (Tg/r) |
|---|---|---|
| izopren | 62,2% | 594±34 |
| terpeny | 10,9% | 95±3 |
| izomery pinenu | 5,6% | 48,7±0,8 |
| seskwiterpeny | 2,4% | 20±1 |
| metanol | 6,4% | 130±4 |
Biogenne lotne związki organiczne (BVOC) obejmują LZO emitowane przez rośliny, zwierzęta lub mikroorganizmy i chociaż są niezwykle różnorodne, najczęściej są to terpenoidy , alkohole i karbonylki (metan i tlenek węgla generalnie nie są brane pod uwagę). Nie licząc metanu , źródła biologiczne emitują szacunkowo 760 teragramów węgla rocznie w postaci lotnych związków organicznych. Większość LZO jest wytwarzana przez rośliny, a głównym związkiem jest izopren . Niewielkie ilości LZO są wytwarzane przez zwierzęta i drobnoustroje. Uwzględniono wiele LZO metabolity wtórne , które często pomagają organizmom w obronie, np. w obronie roślin przed roślinożercami . Silny zapach emitowany przez wiele roślin składa się z substancji lotnych z zielonych liści , podzbioru LZO. Chociaż są one przeznaczone do wykrywania i reagowania przez pobliskie organizmy, te substancje lotne mogą być wykrywane i przekazywane za pośrednictwem bezprzewodowej transmisji elektronicznej, poprzez osadzenie nanosensorów i nadajników podczerwieni w samych materiałach roślinnych.
Na emisje ma wpływ wiele czynników, takich jak temperatura, która określa tempo ulatniania się i wzrostu, oraz światło słoneczne, które określa tempo biosyntezy . Emisja występuje prawie wyłącznie z liści, w szczególności z aparatów szparkowych . LZO emitowane przez lasy lądowe są często utleniane przez rodniki hydroksylowe w atmosferze; przy braku NOx zanieczyszczeń, fotochemia VOC przetwarza rodniki hydroksylowe, aby stworzyć zrównoważoną równowagę między biosferą a atmosferą. Ze względu na niedawne zmiany klimatyczne, takie jak ocieplenie i większe promieniowanie UV, przewiduje się, że emisje BVOC z roślin wzrosną, zakłócając w ten sposób interakcję biosfera-atmosfera i niszcząc główne ekosystemy. Główną klasą LZO jest klasa związków terpenowych , takich jak mircen . Daje poczucie skali, las o powierzchni 62 000 km 2 , wielkości amerykańskiego stanu Pensylwania , szacuje się, że emituje 3 400 000 kilogramów terpenów w typowy sierpniowy dzień w okresie wegetacji. Naukowcy badający mechanizmy indukcji genów wytwarzających lotne związki organiczne, a następnie wzrost lotnych terpenów, osiągnęli w kukurydzy przy użyciu (Z)-3-heksen-1-olu i innych hormonów roślinnych.
Źródła antropogeniczne
| Część serii poświęconej |
| zanieczyszczeniom |
|---|
|
antropogeniczne emitują rocznie około 142 teragramów (1,42 × 10 11 kg) węgla w postaci LZO.
Głównym źródłem LZO wytwarzanych przez człowieka są:
- paliw kopalnych , np. niecałkowicie spalone paliwa kopalne lub niezamierzone odparowanie paliw. Najbardziej rozpowszechnionym LZO jest etan , związek stosunkowo obojętny.
- Rozpuszczalniki stosowane w powłokach, farbach i tuszach. Rocznie produkuje się około 12 miliardów litrów farby. Typowe rozpuszczalniki obejmują węglowodory alifatyczne , octan etylu , etery glikolowe i aceton . Zmotywowany kosztami, troską o środowisko i regulacjami, przemysł farb i powłok coraz częściej przestawia się na rozpuszczalniki wodne .
- , że sprężone produkty w aerozolu, głównie butan i propan , przyczyniają się do 1,3 miliarda ton emisji lotnych związków organicznych rocznie na całym świecie.
- biopaliw , np. olejów kuchennych w Azji i bioetanolu w Brazylii.
- Spalanie biomasy, zwłaszcza z lasów deszczowych. Chociaż spalanie zasadniczo uwalnia dwutlenek węgla i wodę, niecałkowite spalanie prowadzi do powstania różnych lotnych związków organicznych.
LZO w pomieszczeniach
Stężenia LZO w powietrzu w pomieszczeniach mogą być od 2 do 5 razy większe niż w powietrzu na zewnątrz, czasem znacznie większe. Podczas niektórych czynności poziomy lotnych związków organicznych w pomieszczeniach mogą być 1000 razy wyższe niż w powietrzu na zewnątrz. Badania wykazały, że emisje poszczególnych gatunków LZO nie są tak wysokie w środowisku wewnętrznym, ale całkowite stężenie wszystkich LZO (TVOC) w pomieszczeniach może być nawet pięciokrotnie wyższe niż na zewnątrz. Nowe budynki doświadczają szczególnie wysokiego poziomu odgazowywania LZO w pomieszczeniach ze względu na obfitość nowych materiałów (materiały budowlane, osprzęt, pokrycia powierzchni i obróbki, takie jak kleje, farby i uszczelniacze) wystawionych na działanie powietrza w pomieszczeniach, emitujących wiele gazów LZO. To odgazowywanie ma wielowykładniczy trend rozpadu, który jest zauważalny przez co najmniej dwa lata, przy czym najbardziej lotne związki rozkładają się ze stałą czasową kilku dni, a najmniej lotne związki rozkładają się ze stałą czasową kilku dni lata. Nowe budynki mogą wymagać intensywnej wentylacji przez kilka pierwszych miesięcy lub a wypalania . Istniejące budynki można uzupełniać nowymi źródłami LZO, takimi jak nowe meble, produkty konsumenckie i renowacja powierzchni wewnętrznych, z których wszystkie prowadzą do ciągłej emisji LZO w tle, co wymaga ulepszonej wentylacji.
Liczne badania wykazują silne sezonowe wahania emisji lotnych związków organicznych w pomieszczeniach, przy czym wskaźniki emisji rosną latem. Jest to w dużej mierze spowodowane szybkością dyfuzji związków LZO przez materiały na powierzchnię, która wzrasta wraz z temperaturą. Większość badań wykazała, że prowadzi to do generalnie wyższych stężeń LZO w pomieszczeniach w okresie letnim.
Pomiary jakości powietrza w pomieszczeniach
Pomiar LZO z powietrza w pomieszczeniach odbywa się za pomocą rurek sorpcyjnych np. Tenax (dla LZO i SVOC) lub wkładów DNPH (dla związków karbonylowych) lub detektora powietrza. LZO adsorbują się na tych materiałach, a następnie są desorbowane termicznie (Tenax) lub elucyjnie ( DNPH), a następnie analizowane metodą GC-MS / FID lub HPLC . Do kontroli jakości tych pomiarów LZO wymagane są wzorcowe mieszaniny gazów. Ponadto produkty emitujące LZO stosowane w pomieszczeniach, np. produkty budowlane i meble, są badane w komorach do badań emisji w kontrolowanych warunkach klimatycznych. W celu kontroli jakości tych pomiarów przeprowadzane są testy okrężne, dlatego idealnie wymagane są powtarzalnie emitujące materiały odniesienia. Inne metody wykorzystywały kanistry silcosteel z wlotami o stałym przepływie do pobierania próbek przez kilka dni. Metody te nie są ograniczone właściwościami adsorpcyjnymi materiałów takich jak Tenax.
Regulacja emisji LZO w pomieszczeniach
W większości krajów stosuje się oddzielną definicję LZO w odniesieniu do jakości powietrza w pomieszczeniach, która obejmuje każdy organiczny związek chemiczny, który można zmierzyć w następujący sposób: adsorpcja z powietrza na Tenax TA, desorpcja termiczna, separacja metodą chromatografii gazowej na kolumnie w 100% niepolarnej ( dimetylopolisiloksan ). LZO (lotne związki organiczne) to wszystkie związki, które pojawiają się na chromatogramie gazowym między n -heksanem a n -heksadekanem włącznie . Związki pojawiające się wcześniej nazywane są VVOC (bardzo lotne związki organiczne); pojawiające się później związki nazywane są SVOC (semi-lotne związki organiczne).
Francja , Niemcy (AgBB/DIBt), Belgia , Norwegia (rozporządzenie TEK) i Włochy (CAM Edilizia) wprowadziły przepisy ograniczające emisje LZO z produktów komercyjnych. Przemysł europejski opracował liczne dobrowolne oznakowania ekologiczne i systemy oceny, takie jak EMICODE, M1, Blue Angel , GuT (tekstylne wykładziny podłogowe), Nordic Swan Ecolabel, EU Ecolabel i Indoor Air Comfort. w Stanach Zjednoczonych istnieje kilka standardów; Najpopularniejszy jest California Standard CDPH Section 01350. Te przepisy i normy zmieniły rynek, prowadząc do wzrostu liczby produktów o niskiej emisji.
Zagrożenia dla zdrowia
dla układu oddechowego , alergiczne lub immunologiczne u niemowląt i dzieci są związane z wytwarzanymi przez człowieka LZO i innymi zanieczyszczeniami powietrza w pomieszczeniach lub na zewnątrz.
Niektóre LZO, takie jak styren i limonen , mogą reagować z tlenkami azotu lub ozonem, tworząc nowe produkty utleniania i wtórne aerozole, które mogą powodować objawy podrażnienia sensorycznego. LZO przyczyniają się do powstawania ozonu troposferycznego i smogu .
podrażnienie oczu, nosa i gardła ; bóle głowy , utrata koordynacji, nudności ; oraz uszkodzenie wątroby , nerek i ośrodkowego układu nerwowego . Niektóre substancje organiczne mogą powodować raka u zwierząt; podejrzewa się lub wiadomo, że niektóre powodują raka u ludzi. Kluczowe oznaki lub objawy związane z narażeniem na lotne związki organiczne obejmują podrażnienie spojówek, dyskomfort w nosie i gardle, ból głowy, skórną reakcję alergiczną, duszność , spadek poziomu cholinoesterazy w surowicy , nudności, wymioty, krwawienie z nosa, zmęczenie, zawroty głowy.
Zdolność organicznych chemikaliów do wywoływania skutków zdrowotnych jest bardzo różna, od tych, które są wysoce toksyczne, do tych, które nie mają znanego wpływu na zdrowie. Podobnie jak w przypadku innych zanieczyszczeń, zakres i charakter wpływu na zdrowie będzie zależeć od wielu czynników, w tym poziomu narażenia i długości czasu narażenia. Podrażnienie oczu i dróg oddechowych, bóle głowy, zawroty głowy, zaburzenia widzenia i upośledzenie pamięci należą do bezpośrednich objawów, których niektóre osoby doświadczyły wkrótce po kontakcie z niektórymi substancjami organicznymi. Obecnie niewiele wiadomo o tym, jakie skutki zdrowotne wynikają z poziomów substancji organicznych zwykle występujących w domach.
Przyjmowanie pokarmu
benzenu , toluenu i eteru tert-butylowo-metylowego (MTBE) są zerowe w porównaniu ze stężeniami występującymi w powietrzu w pomieszczeniach, wykryto je w próbkach mleka ludzkiego i zwiększają one stężenia lotnych związków organicznych, na które jesteśmy narażeni w ciągu dnia. W badaniu zauważono różnicę między LZO w oddechu pęcherzykowym a wdychanym powietrzem, co sugeruje, że LZO są wchłaniane, metabolizowane i wydalane drogą pozapłucną. LZO są również wchłaniane z wodą pitną w różnych stężeniach. Niektóre stężenia LZO przekraczały krajową podstawową wodę pitną EPA Przepisy i krajowe standardy wody pitnej w Chinach określone przez Ministerstwo Ekologii i Środowiska .
Absorpcja przez skórę
Obecność lotnych związków organicznych w powietrzu i wodach gruntowych skłoniła do dalszych badań. Przeprowadzono kilka badań w celu zmierzenia skutków wchłaniania przez skórę określonych LZO. Narażenie skóry na lotne związki organiczne, takie jak formaldehyd i toluen, obniża poziom peptydów przeciwdrobnoustrojowych na skórze, takich jak katelicydyna LL-37, ludzka β-defensyna 2 i 3. Ksylen i formaldehyd pogarszają zapalenie alergiczne w modelach zwierzęcych. Toluen zwiększa również rozregulowanie filagryny : kluczowe białko w regulacji skóry. zostało to potwierdzone przez immunofluorescencję w celu potwierdzenia utraty białka i western blotting w celu potwierdzenia utraty mRNA. Eksperymenty te przeprowadzono na próbkach ludzkiej skóry. Ekspozycja na toluen zmniejszyła również zawartość wody w warstwie przeznaskórkowej, co pozwoliło na podatność warstw skóry na uszkodzenia.
Wartości dopuszczalne emisji lotnych związków organicznych
Wartości graniczne emisji lotnych związków organicznych do powietrza w pomieszczeniach są publikowane przez AgBB , AFSSET , Kalifornijski Departament Zdrowia Publicznego i inne. Przepisy te skłoniły kilka firm z branży farb i klejów do dostosowania swoich produktów poprzez redukcję poziomu lotnych związków organicznych. [ potrzebne źródło ] Etykiety LZO i programy certyfikacji mogą nie oceniać prawidłowo wszystkich LZO emitowanych z produktu, w tym niektórych związków chemicznych, które mogą mieć znaczenie dla jakości powietrza w pomieszczeniach. Każda uncja barwnika dodany do farby barwiącej może zawierać od 5 do 20 gramów lotnych związków organicznych. Ciemny kolor może jednak wymagać 5–15 uncji barwnika, dodając do 300 lub więcej gramów LZO na galon farby.
LZO w placówkach służby zdrowia
LZO występują również w szpitalach i placówkach służby zdrowia. W tych warunkach te chemikalia są szeroko stosowane do czyszczenia, dezynfekcji i higieny różnych obszarów. W związku z tym pracownicy służby zdrowia, tacy jak pielęgniarki, lekarze, personel sanitarny itp., mogą wykazywać niekorzystne skutki zdrowotne, takie jak astma ; wymagana jest jednak dalsza ocena w celu określenia dokładnych poziomów i czynników wpływających na narażenie na te związki.
Badania wykazały, że poziomy stężeń różnych lotnych związków organicznych, takich jak węglowodory chlorowcowane i aromatyczne, znacznie różnią się w poszczególnych obszarach tego samego szpitala. Jednak jedno z tych badań wykazało, że etanol , izopropanol , eter i aceton były głównymi związkami we wnętrzu tego miejsca. Idąc tym samym torem, w badaniu przeprowadzonym w Stanach Zjednoczonych ustalono, że asystenci pielęgniarscy są najbardziej narażeni na związki takie jak etanol, podczas gdy osoby przygotowujące sprzęt medyczny są najbardziej narażone na 2- propanol .
W odniesieniu do narażenia na LZO personelu sprzątającego i higienicznego, badanie przeprowadzone w 4 szpitalach w Stanach Zjednoczonych wykazało, że pracownicy zajmujący się sterylizacją i dezynfekcją są powiązani z narażeniem na d-limonen i 2-propanol, podczas gdy osoby odpowiedzialne za czyszczenie środkami zawierającymi chlor produkty są bardziej narażone na wyższe poziomy narażenia na α-pinen i chloroform . Osoby wykonujące czynności związane z czyszczeniem podłóg i innych powierzchni (np. woskowanie podłóg) oraz używające produktów na bazie czwartorzędowego amonu, alkoholu i chloru są związane z wyższym narażeniem na LZO niż dwie poprzednie grupy, to znaczy są szczególnie związane z narażeniem do acetonu, chloroformu, α-pinenu, 2-propanolu czy d-limonenu.
Inne środowiska opieki zdrowotnej, takie jak domy opieki i domy opieki nad osobami starszymi, rzadko były przedmiotem badań, mimo że osoby starsze i wrażliwe mogą spędzać dużo czasu w tych pomieszczeniach, gdzie mogą być narażone na lotne związki organiczne, pochodzące z powszechnego stosowania środków czyszczących, spraye i odświeżacze. W badaniu przeprowadzonym we Francji zespół naukowców opracował kwestionariusz internetowy dla różnych placówek opieki społecznej i opieki nad osobami starszymi, pytając o praktyki czyszczenia, używane produkty i częstotliwość tych czynności. W rezultacie zidentyfikowano ponad 200 substancji chemicznych, z których 41 ma niekorzystny wpływ na zdrowie, a 37 z nich to LZO. Skutki zdrowotne obejmują działanie uczulające na skórę, toksyczność reprodukcyjną i specyficzną dla narządów, właściwości rakotwórcze , mutagenne i zaburzające gospodarkę hormonalną . Ponadto w innym badaniu przeprowadzonym w tym samym kraju europejskim stwierdzono, że istnieje znaczący związek między dusznością w populacji osób starszych a podwyższoną ekspozycją na lotne związki organiczne, takie jak toluen i o-ksylen, w przeciwieństwie do pozostałej części populacji .
Metody analityczne
Próbowanie
Pobranie próbek do analizy jest trudne. LZO, nawet na niebezpiecznych poziomach, są rozcieńczone, więc zwykle wymagane jest wstępne zatężanie. Wiele składników atmosfery jest wzajemnie niekompatybilnych, np. ozon i związki organiczne, azotany peroksyacylu i wiele związków organicznych. Ponadto gromadzenie lotnych związków organicznych przez kondensację w wymrażarkach powoduje również akumulację dużej ilości wody, którą na ogół należy usuwać selektywnie, w zależności od stosowanych technik analitycznych. Mikroekstrakcja do fazy stałej Techniki (SPME) służą do zbierania LZO w niskich stężeniach do analizy. W przypadku analizy oddechu do pobierania próbek stosuje się następujące metody: worki do pobierania próbek gazu, strzykawki, ewakuowane stalowe i szklane pojemniki.
Zasady i metody pomiaru
W Stanach Zjednoczonych standardowe metody zostały ustanowione przez Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH), a inne przez amerykańską OSHA. Każda metoda wykorzystuje rozpuszczalnik jednoskładnikowy; butanolu i heksanu nie można jednak pobrać z tej samej matrycy próbki przy użyciu metody NIOSH lub OSHA.
LZO są oznaczane ilościowo i identyfikowane za pomocą dwóch szerokich technik. Główną techniką jest chromatografia gazowa (GC). Instrumenty GC umożliwiają separację składników gazowych. W połączeniu z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (FID) GC mogą wykrywać węglowodory na poziomie części na bilion. Wykorzystując detektory wychwytu elektronów , GC są również skuteczne w przypadku halogenoorganicznych, takich jak chlorowęglowodory.
Drugą główną techniką związaną z analizą LZO jest spektrometria mas , która jest zwykle połączona z GC, dając technikę łączoną GC-MS.
spektrometrii mas z bezpośrednim wtryskiem są często wykorzystywane do szybkiego wykrywania i dokładnego oznaczania ilościowego LZO. PTR-MS należy do metod najszerzej stosowanych do analizy on-line biogennych i antropogenicznych LZO. Zgłoszono, że instrumenty PTR-MS oparte na spektrometrii masowej czasu przelotu osiągają granice wykrywalności 20 pptv po 100 ms i 750 ppqv po 1 minucie. czas pomiaru (całkowania sygnału). Rozdzielczość masowa tych urządzeń wynosi od 7000 do 10 500 m/Δm, dzięki czemu możliwe jest oddzielenie najpowszechniejszych izobarycznych LZO i niezależne ich oznaczenie ilościowe.
Chemiczne pobieranie odcisków palców i analiza oddechu
Wydychany ludzki oddech zawiera kilka tysięcy lotnych związków organicznych i jest wykorzystywany w biopsji oddechowej jako biomarker VOC do testowania chorób, takich jak rak płuc . Jedno z badań wykazało, że „lotne związki organiczne… przenoszone są głównie przez krew i dlatego umożliwiają monitorowanie różnych procesów zachodzących w organizmie”. Wydaje się, że związki LZO w organizmie „mogą być wytwarzane w procesach metabolicznych lub wdychane/wchłaniane ze źródeł egzogennych”, takich jak środowiskowy dym tytoniowy . Chemiczne pobieranie odcisków palców i analiza oddechu lotnych związków organicznych wykazano również za pomocą matryc czujników chemicznych , które wykorzystują rozpoznawanie wzorców do wykrywania składników lotnych związków organicznych w złożonych mieszaninach, takich jak gaz oddechowy.
Metrologia do pomiarów LZO
Aby osiągnąć porównywalność pomiarów LZO, wymagane są wzorce odniesienia, które można powiązać z jednostkami SI . Gazowe wzorce referencyjne dla wielu LZO są dostępne u wyspecjalizowanych dostawców gazów lub krajowych instytutów metrologicznych , w postaci butli lub dynamicznych metod generowania. Jednak dla wielu LZO, takich jak utlenione LZO, monoterpeny lub formaldehyd , nie są dostępne żadne standardy dla odpowiedniej ilości frakcji ze względu na reaktywność chemiczną lub adsorpcję tych cząsteczek. Obecnie kilka krajowych metrologii instytuty pracują nad brakującymi wzorcowymi mieszaninami gazów w stężeniach śladowych, minimalizując procesy adsorpcji i udoskonalając gaz zerowy. Ostateczne zakresy dotyczą identyfikowalności i długoterminowej stabilności gazów wzorcowych zgodnie z celami jakości danych (DQO, w tym przypadku maksymalna niepewność 20%) wymaganymi przez program WMO / GAW .
Zobacz też
- Mieszanka aromatyczna
- Kryteria zanieczyszczeń powietrza
- Emisje niezorganizowane
- Niemetanowy lotny związek organiczny
- Związek organiczny
- Zanieczyszczenie LZO wód gruntowych
- Protokół Lotnych Związków Organicznych
Linki zewnętrzne
- Witryna internetowa dotycząca lotnych związków organicznych (VOC) Oddziału Kontroli Chemikaliów of Environment Canada
- EPA Nowa Anglia: Informacje o ozonie w warstwie przyziemnej (smogu).
- Emisje LZO i obliczenia
- Przykłady etykiet produktów z kryteriami niskiej emisji LZO
- KEY-VOCS: Metrologia wskaźników LZO w zanieczyszczeniu powietrza i zmianach klimatycznych, europejski projekt badawczy w dziedzinie metrologii.
- LZO w farbach
