Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC

Định nghĩa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs ) là hóa chất hữu cơ có áp suất hơi cao ở nhiệt độ phòng bình thường . Áp suất hơi cao của chúng là kết quả của điểm sôi thấp, làm cho một số lượng lớn các phân tử bay hơi hoặc thăng hoa từ dạng lỏng hoặc rắn của hợp chất và đi vào không khí xung quanh, một đặc điểm được gọi là độ bay hơi . Ví dụ, formaldehyde , bay hơi từ sơn và giải phóng từ các vật liệu như nhựa thông , có nhiệt độ sôi chỉ –19 ° C (–2 ° F) .

VOC rất nhiều, đa dạng và phổ biến. Chúng bao gồm cả các hợp chất hóa học nhân tạo và tự nhiên. Hầu hết mùi hương hoặc mùi là VOC. VOC đóng một vai trò quan trọng trong giao tiếp giữa thực vật và trong các thông điệp từ thực vật đến động vật. Một số VOC nguy hiểm cho sức khỏe con người hoặc gây hại cho môi trường .

VOC do con người tạo ra được luật pháp quy định, đặc biệt là trong nhà, nơi có nồng độ cao nhất. Các VOC có hại thường không độc cấp tính, nhưng có ảnh hưởng sức khỏe kép về lâu dài. Bởi vì nồng độ thường thấp và các triệu chứng chậm phát triển, việc nghiên cứu về VOC và ảnh hưởng của chúng rất khó khăn.

Nguồn: https://vi.wikiarabi.org/wiki/Volatile_organic_compound

Thành phần hóa học:

Số CAS Chất 71-43-2 Benzen 75-15-0 Carbon Disulfide 56-23-5 Carbon Tetrachloride

Danh sách tiếp theo trong phần “Thông Tin Bổ Sung” Có Thể Được Tìm Thấy Trong

▪ Chất kết dính và keo dán

▪ Mực in vải

▪ Công thức lớp phủ

▪ Công thức hoàn thiện da

▪ Sản phẩm plastic (ví dụ nút)

▪ Cao su

▪ Da tổng hợp

Một nguồn chính của VOC do con người tạo ra là các chất phủ, đặc biệt là sơn và lớp phủ bảo vệ. Cần có dung môi để trải một lớp màng bảo vệ hoặc trang trí. Khoảng 12 tỷ lít sơn được sản xuất hàng năm. Các dung môi điển hình là hydrocacbon béo, etyl axetat , ete glycol và axeton . Được thúc đẩy bởi chi phí, mối quan tâm về môi trường và quy định, các ngành công nghiệp sơn và chất phủ đang ngày càng chuyển hướng sang dung môi nước .

Tại Hoa Kỳ, có hai phương pháp tiêu chuẩn hóa để đo VOC, một do Viện Quốc gia An toàn và Sức khỏe nghề nghiệp (NIOSH) và một tổ chức khác của OSHA. Mỗi phương pháp sử dụng một dung môi thành phần duy nhất; Tuy nhiên, không thể lấy mẫu butanol và hexan trên cùng một nền mẫu bằng phương pháp NIOSH hoặc OSHA.

Hợp chất VOC thơm benzen , được thải ra từ khói thuốc lá thở ra, được coi là chất gây ung thư và ở người hút thuốc cao hơn gấp 10 lần so với người không hút thuốc.

EPA đã phát hiện thấy nồng độ VOC trong không khí trong nhà cao hơn từ 2 đến 5 lần so với không khí ngoài trời và đôi khi lớn hơn nhiều. Trong một số hoạt động nhất định, mức VOC trong nhà có thể gấp 1.000 lần không khí bên ngoài. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bản thân lượng phát thải VOC riêng lẻ không cao như vậy trong môi trường trong nhà, nhưng tổng nồng độ VOC (TVOC) trong nhà có thể cao hơn tới năm lần so với mức VOC ngoài trời. Đặc biệt, các tòa nhà mới góp phần tạo ra mức thải khí VOC cao nhất trong môi trường trong nhà do có nhiều vật liệu mới tạo ra các hạt VOC cùng lúc trong một khoảng thời gian ngắn như vậy. Ngoài các tòa nhà mới, nhiều sản phẩm tiêu dùng phát thải VOC, do đó, tổng nồng độ VOC trong môi trường trong nhà lớn hơn nhiều.

Nồng độ VOC trong môi trường trong nhà vào mùa đông cao hơn VOC từ ba đến bốn lần nồng độ trong mùa hè. Mức VOC trong nhà cao là do tốc độ trao đổi không khí giữa môi trường trong nhà và ngoài trời thấp do cửa sổ đóng chặt và việc sử dụng ngày càng nhiều máy tạo ẩm .

VOCs sinh học

Hợp chất VOCs sinh học chính

đóng góp tương đối lượng phát ra (Tg / y)

isoprene 62,2% 594 ± 34

tecpen 10,9% 95 ± 3

đồng phân của pinen 5,6% 48,7 ± 0,8

sesquiterpenes 2,4% 20 ± 1

metanol 6,4% 130 ± 4

Không tính metan , các nguồn sinh học ước tính thải ra khoảng 760 teragram carbon mỗi năm dưới dạng VOC. Phần lớn VOC được sản xuất bởi thực vật, hợp chất chính là isoprene . Một lượng nhỏ VOC do động vật và vi khuẩn tạo ra.

Mùi hôi nồng nặc do nhiều thực vật thải ra bao gồm chất bay hơi của lá xanh , một tập hợp con của VOC. Khí thải bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như nhiệt độ, yếu tố quyết định tốc độ bay hơi và tăng trưởng, và ánh sáng mặt trời, xác định tốc độ sinh tổng hợp . Sự phát thải hầu như chỉ xảy ra từ lá, đặc biệt là khí khổng . Một lớp VOC chính là tecpen , chẳng hạn như myrcene . Mang lại cảm giác về quy mô, một khu rừng có diện tích 62.000 km (bang Pennsylvania của Mỹ) ước tính thải ra 3.400.000 kg tecpen vào một ngày điển hình của tháng 8 trong mùa sinh trưởng.

VOCs nên là một yếu tố trong việc lựa chọn loại cây nào để trồng trong các khu đô thị. Sự cảm ứng của các gen tạo ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và sự gia tăng sau đó của các tecpen dễ bay hơi, đã đạt được ở ngô bằng cách sử dụng (Z) -3-hexen-1-ol và các hormone thực vật khác.

Phép đo chất lượng không khí trong nhà

VOCs từ không khí trong nhà được thực hiện bằng các ống hấp thụ e. g. Tenax (đối với VOC và SVOC) hoặc hộp mực DNPH (đối với hợp chất cacbonyl) hoặc máy dò không khí. VOCs hấp thụ trên các vật liệu này và sau đó được khử hấp thụ bằng nhiệt (Tenax) hoặc bằng rửa giải (DNPH) và sau đó được phân tích bằng GC-MS / FID hoặc HPLC . Cần có hỗn hợp khí đối chứng để kiểm tra chất lượng các phép đo VOC này. Hơn nữa, các sản phẩm phát thải VOC được sử dụng trong nhà, e. g. các sản phẩm xây dựng và đồ nội thất, được kiểm tra trong các buồng thử nghiệm khí thải trong điều kiện khí hậu được kiểm soát. Để kiểm soát chất lượng các phép đo này, các thử nghiệm vòng tròn được thực hiện, do đó, lý tưởng nhất là yêu cầu các vật liệu chuẩn phát ra tái tạo.

Quy định về phát thải VOC trong nhà

Ở hầu hết các quốc gia, một định nghĩa riêng về VOC được sử dụng Về chất lượng không khí trong nhà, bao gồm từng hợp chất hóa học hữu cơ có thể được đo như sau: hấp phụ từ không khí trên Tenax TA, giải hấp nhiệt, tách sắc ký khí trên cột 100% không phân cực (dimethylpolysiloxan ). VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) là tất cả các hợp chất xuất hiện trên sắc ký đồ giữa và bao gồm n-hexan và n-hexadecan . Các hợp chất xuất hiện sớm hơn được gọi là VVOC (hợp chất hữu cơ rất dễ bay hơi); các hợp chất xuất hiện sau đó được gọi là SVOC (hợp chất hữu cơ bán bay hơi).

Pháp , Đức và Bỉ đã ban hành các quy định để hạn chế phát thải VOC từ các sản phẩm thương mại và ngành công nghiệp đã phát triển nhiều nhãn điện tử tự nguyện và hệ thống đánh giá, chẳng hạn như EMICODE, M1, Blue Angel và Thoải mái không khí trong nhà Ở Hoa Kỳ , một số tiêu chuẩn tồn tại; CDPH Tiêu chuẩn California Phần 01350 là phần phổ biến nhất. Những quy định và tiêu chuẩn này đã thay đổi thị trường, dẫn đến ngày càng có nhiều sản phẩm phát thải thấp.

Ảnh hưởng của hợp chất hữu cơ dễ bay hơi tới sức khỏe con người

Rủi ro sức khỏe

Hô hấp , dị ứng hoặc ảnh hưởng miễn dịch ở trẻ sơ sinh hoặc trẻ em có liên quan đến VOC nhân tạo và không khí trong nhà hoặc ngoài trời khác chất ô nhiễm.

Một số VOC, chẳng hạn như styren và limonene , có thể phản ứng với nitơ oxit hoặc với ozon để tạo ra các sản phẩm oxy hóa mới và thứ cấp bình xịt, có thể gây ra các triệu chứng kích thích cảm giác. VOC góp phần hình thành ozon tầng đối lưu và sương mù .

Các ảnh hưởng đến sức khỏe bao gồm kích ứng mắt, mũi và cổ họng ; đau đầu , mất phối hợp, buồn nôn ; và tổn thương gan , thận và hệ thần kinh trung ương . Một số chất hữu cơ có thể gây ung thư ở động vật; một số bị nghi ngờ hoặc được biết là gây ung thư ở người. Các dấu hiệu hoặc triệu chứng chính liên quan đến tiếp xúc với VOC bao gồm kích ứng kết mạc, khó chịu ở mũi và cổ họng, nhức đầu, phản ứng dị ứng trên da, khó thở , giảm nồng độ cholinesterase trong huyết thanh, buồn nôn, nôn, chảy máu mũi , mệt mỏi, chóng mặt.

Khả năng gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của các hoá chất hữu cơ rất khác nhau từ những hoá chất có độc tính cao đến những hoá chất không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ. Cũng như các chất ô nhiễm khác, mức độ và bản chất của ảnh hưởng đến sức khỏe sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm mức độ phơi nhiễm và thời gian tiếp xúc. Kích ứng mắt và đường hô hấp, đau đầu, chóng mặt, rối loạn thị giác và suy giảm trí nhớ là một trong những triệu chứng tức thì mà một số người gặp phải ngay sau khi tiếp xúc với một số chất hữu cơ. Hiện tại, không có nhiều thông tin về những ảnh hưởng sức khỏe xảy ra từ hàm lượng chất hữu cơ thường có trong nhà. Nhiều hợp chất hữu cơ được biết là gây ung thư ở động vật; một số bị nghi ngờ gây ra hoặc được biết là gây ung thư ở người.

Giảm phơi nhiễm

Để giảm phơi nhiễm với các chất độc này, người ta nên mua các sản phẩm có chứa VOCs Thấp hoặc Không có VOCs. Chỉ nên mua số lượng sẽ sớm cần thiết, loại bỏ việc dự trữ các hóa chất này. Sử dụng các sản phẩm có VOC ở những nơi thông gió tốt. Khi thiết kế nhà và công trình, các nhóm thiết kế có thể thực hiện các kế hoạch thông gió tốt nhất có thể, sử dụng các hệ thống cơ khí tốt nhất hiện có và thiết kế các hệ thống lắp ráp để giảm lượng xâm nhập vào tòa nhà. Các phương pháp này sẽ giúp cải thiện chất lượng không khí trong nhà, nhưng bản thân chúng không thể ngăn một tòa nhà trở thành nơi thở không tốt cho sức khỏe.

Các giá trị giới hạn cho phát thải VOC

Các giá trị giới hạn phát thải VOC vào không khí trong nhà được xuất bản bởi AgBB , AFSSET , Bộ Y tế Công cộng California và những người khác. Các quy định này đã thúc đẩy một số công ty trong ngành sơn và chất kết dính thích ứng với việc giảm mức VOC trong sản phẩm của họ.

Các nhãn VOC và chương trình chứng nhận có thể không đánh giá đúng tất cả các VOC thải ra từ sản phẩm, bao gồm một số hợp chất hóa học có thể liên quan đến chất lượng không khí trong nhà. Mỗi ounce chất tạo màu được thêm vào sơn tint có thể chứa từ 5 đến 20 gam VOC.

Tuy nhiên, một màu tối có thể yêu cầu 5-15 ounce chất tạo màu, thêm tới 300 gam VOCs trở lên cho mỗi gallon sơn.

Cách đo lường VOC

Nguyên lý và phương pháp đo lường

VOCs trong môi trường hoặc khí quyển nhất định có thể được phát hiện dựa trên các nguyên tắc và tương tác khác nhau giữa các hợp chất hữu cơ và các thành phần cảm biến. Trong nhiều trường hợp, VOC có thể được phát hiện bằng mũi người và đôi khi bánh xe mùi được phát triển để giúp con người phân loại các mùi phức tạp của rượu, cà phê và thậm chí cả giấy.

Có những thiết bị điện tử có thể phát hiện nồng độ ppm mặc dù tính không chọn lọc. Những người khác có thể dự đoán với độ chính xác hợp lý về cấu trúc phân tử của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong môi trường hoặc bầu khí quyển kín và có thể được sử dụng làm thiết bị theo dõi chính xác Dấu vân tay hóa học và hơn thế nữa là thiết bị theo dõi sức khỏe.

Kỹ thuật vi pha rắn (SPME) được sử dụng để thu thập VOC ở nồng độ thấp để phân tích. Máy dò

A giới hạn nổ dưới (LEL) chẳng hạn như máy dò ion hóa ngọn lửa (FID) có thể được sử dụng để đo tổng nồng độ VOC, mặc dù nó không thể phân biệt giữa hoặc xác định các loài cụ thể của VOC. Tương tự, một bộ phát hiện quang hóa (PID) cũng có thể được sử dụng, mặc dù PID kém chính xác hơn. Các kỹ thuật

tiêm trực tiếp khối phổ thường được sử dụng để phát hiện nhanh chóng và định lượng chính xác VOC. PTR-MS là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất cho phân tích trực tuyến các VOC sinh học và kháng sinh. Các thiết bị PTR-MS gần đây dựa trên khối phổ thời gian bay đã được báo cáo đạt đến giới hạn phát hiện là 20 pptv sau 100 ms và 750 ppqv sau 1 phút. thời gian đo lường (tích hợp tín hiệu). Độ phân giải khối lượng của các thiết bị này là từ 7000 đến 10.500 m / Δm, do đó có thể tách các VOC đẳng cấp phổ biến nhất và định lượng chúng một cách độc lập.

Ion hóa tia điện thứ cấp (SESI-MS) là một kỹ thuật ion hóa môi trường xung quanh có thể phát hiện nồng độ rất nhỏ của các loài có độ bay hơi thấp trong thời gian thực, thường được phát hiện là mùi. SESI-MS có thể phân biệt vi khuẩn từ dấu vân tay hợp chất hữu cơ dễ bay hơi của chúng. Các chất bay hơi thoát ra từ da cũng có thể được phát hiện.

Đo lường cho các phép đo VOC

Để đạt được khả năng so sánh của các phép đo VOC, các tiêu chuẩn tham chiếu có thể truy xuất đến SI -đơn vị là bắt buộc. Đối với một số tiêu chuẩn tham chiếu ở dạng khí VOC có sẵn từ các nhà cung cấp khí đặc biệt hoặc viện đo lường quốc gia , ở dạng chai hoặc phương pháp tạo động lực.

Tuy nhiên, đối với nhiều VOC, chẳng hạn như VOC được oxy hóa, monoterpen , hoặc formaldehyde , không có tiêu chuẩn nào với lượng phân đoạn thích hợp do phản ứng hóa học hoặc hấp phụ của các phân tử này.

Hiện tại, một số viện đo lường quốc gia đang nghiên cứu về hỗn hợp khí thiếu tiêu chuẩn ở nồng độ mức vết, giảm thiểu quá trình hấp phụ và cải thiện không khí.

Phạm vi cuối cùng dành cho khả năng xác định nguồn gốc và sự ổn định lâu dài của khí tiêu chuẩn phù hợp với các mục tiêu chất lượng dữ liệu (DQO, độ không đảm bảo đo tối đa là 20% trong trường hợp này) theo yêu cầu của Chương trình WMO / GAW .