Flüchtige organische Verbindungen (VOC) zeichnen sich dadurch aus, dass sie dazu neigen, bei Raumtemperatur leicht zu verdampfen. In einigen Sektoren stellen VOC eine erhebliche Gefahr für die Gesundheit dar, zum Beispiel in Industrien, die mit Rohöl und seinen Derivaten arbeiten. Toxische VOC - darunter Benzol, Butadien, Hexan, Toluol, Xylol und viele andere - werden in den verschiedenen Phasen der Rohölverarbeitung von der Förderung bis zur Raffinerie freigesetzt, weshalb die Erdölraffinerie und die petrochemische Industrie als eine der Hauptquellen für die Freisetzung von VOC in die Umwelt gelten. In unserem Blog können Sie mehr über die Auswirkungen von VOC auf die menschliche Gesundheit lesen.

Grenzwerte für die Exposition am Arbeitsplatz für VOCs

Die häufigste schädliche Form der VOC-Exposition ist das Einatmen von Dämpfen. In der Raffinerie- und Petrochemieindustrie werden persönliche Gaswarngeräte eingesetzt, um die Arbeitnehmer vor der Exposition gegenüber toxischen VOC zu schützen, zu denen auch bekannte Karzinogene wie die Aromaten Benzol, Toluol und Styrol gehören. Praktisch alle Länder haben Grenzwerte für die berufsbedingte Exposition gegenüber flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) festgelegt, die die Arbeitnehmer vor den negativen gesundheitlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber solchen gefährlichen Stoffen schützen sollen. Der OEL ist die maximale Konzentration eines luftgetragenen Schadstoffs, der ein ungeschützter Arbeitnehmer während seiner gesamten Arbeitsschicht ausgesetzt sein kann. Im Vereinigten Königreich beispielsweise sind die OEL in der Richtlinie EH40/2005 Workplace Exposure Limits (Arbeitsplatzgrenzwerte) aufgeführt. Lesen Sie mehr über OEL-Grenzwerte für VOCs in unserem White Paper.

Bei toxischen Gasen, einschließlich flüchtiger organischer Verbindungen, wird die Langzeitexposition häufig über einen zeitlich gewichteten Durchschnitt (TWA) gemessen. Das bedeutet, dass die Gasexposition des Arbeitnehmers über einen bestimmten Zeitraum, in der Regel eine Arbeitsschicht von 8 Stunden, überwacht wird, um sicherzustellen, dass das/die Gas(e) während dieses Zeitraums auf oder unter dem OEL-Wert bleibt/bleiben. Crowcon-Detektoren verfügen über eine proprietäre TWA-Wiederaufnahmefunktion, mit der genaue TWA-Werte über einen Zeitraum von 8 Stunden/TWA aufgezeichnet werden, auch wenn die Detektoren (während der Pausen) aus- und wieder eingeschaltet werden. Lesen Sie unseren Blog über TWA-Wiederaufnahme, um mehr zu erfahren. Darüber hinaus speichern Crowcon-Melder TWA-Daten in ihren Protokollen, wo sie für weitere Analysen und zum Nachweis der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zur Verfügung stehen. TWA-Alarme und Daten über Beinaheunfälle können in Crowcon Connect exportiert werden, ein cloudbasiertes Portal, das Betriebsleitern volle Transparenz und einfachen Zugriff auf Gaswarndaten bietet. So können sie die Einhaltung von Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften gewährleisten, die Effizienz verbessern und das Sicherheitsniveau am Arbeitsplatz erhöhen.

VOC-Detektion in Personendetektoren

Wie bereits in unserem letzten Blog erwähnt, sind viele VOC bereits in geringen Konzentrationen giftig, während andere in höheren Konzentrationen entflammbar sind. Im Vergleich zu anorganischen Gasen wie NO2 und SO2 sind VOC in der Umgebungsluft nur schwer nachweisbar. Außerdem werden mehr als 500 verschiedene Verbindungen als VOC definiert, und sie können aus vielen verschiedenen Quellen emittiert werden. Es gibt keine perfekte Sensortechnologie, die alle Aspekte der Messung abdeckt, so dass die Benutzer je nach ihren Anforderungen aus den verfügbaren Sensortechnologien auswählen müssen. Zu den Technologien, die VOC-Dämpfe messen können, gehören:
- kolorimetrische Detektorröhren
- passive (Diffusions-)Plakettendosimeter
- Sorptionsrohr-Probenahmesysteme
- Pellistor-Sensoren (auch bekannt als katalytische Hotbeads oder Wheatstone-Brücken)
- Photo-Ionisations-Detektion (PID)
- Flammenionisationsdetektion (FID)
- Infrarot-Spektrophotometrie

Aufgrund von Kosten- und Größenbeschränkungen sind die am häufigsten verwendeten Formen von Personendetektoren für VOCs Pellistor- oder PID-basierte Sensoren. Weitere Informationen über Sensortechnologien finden Sie in unserem White Paper. Sowohl Pellistor- als auch PID-Sensortechnologien sind unspezifisch, d. h. sie können nicht zur Unterscheidung zwischen verschiedenen VOC-/Entflammungsrisiken verwendet werden. Folglich können Pellistor-Sensoren und Photoionisationsdetektoren als ergänzende Detektionstechnologien für viele Anwendungen betrachtet werden, bei denen VOCs eine Gefahr darstellen.

Pellistoren werden in der Regel zur Überwachung brennbarer Gase wie Methan, Propan und anderer verwendet, die von PID nicht erfasst werden können. Andererseits erkennt PID große VOC- und Kohlenwasserstoffmoleküle, die mit Pellistorsensoren kaum zu erkennen sind, zumindest nicht in dem Bereich von Teilen pro Million, der erforderlich ist, um vor toxischen Werten zu warnen. Daher ist es in vielen Umgebungen am besten, ein Multisensormessgerät für den Nachweis von brennbaren und toxischen Gasen mit VOC einzusetzen. Das Gerät Crowcon Gas-Pro kann bis zu 5 verschiedene Gase nachweisen und verfügt über eine eingebaute Pumpe für den Zugang zu geschlossenen Räumen. Lesen Sie unsere Fallstudie über ein großes vorgelagertes Öl- und Gasunternehmen im Nahen Osten, das die tragbaren Gasmessgeräte Gas-Pro PID von Crowcon einsetzt, um seine Mitarbeiter vor den Risiken von VOC zu schützen.

VOC-Nachweis in der Umgebungsluft

Zusätzlich zur Personendetektion ist die Industrie verpflichtet, die Luftqualität im Umkreis der Fabrik zu überwachen. Besitzer von Industriestandorten in der Nähe von Wohngebieten sind verpflichtet, schädliche Gase in der Luft zu überwachen. Die Überwachung der Luftqualität in der Umgebungsluft umfasst in der Regel die Erkennung von Treibhausgasen wie NO2, SO2, CO2 und O3 sowie von VOCs. Bei einigen Anwendungen müssen auch übelriechende Gase wie NH3 und H2S erfasst werden, was in Verbindung mit einer Geruchseinheit (OU) erfolgen kann.
Crowcon bietet Systeme zur Überwachung der Luftqualität an, die eine Probenahmepumpe und ein Vorbehandlungssystem, eine Sensoranordnung und ein Datenerfassungssystem umfassen. Das Probenahmesystem von Crowcon verwendet eine Reihe von Sensortechnologien, darunter elektrochemische Sensoren, Metalloxid-Halbleiter, Pellistor-Detektoren und PID-Gassensoren, um eine breite Palette von Gasen zu erkennen. Diese Methode der Gasdetektion ist ausgereift und bietet eine schnelle Zeitauflösung, so dass Gase in kurzer Zeit detektiert werden können und die Ausfallzeiten reduziert werden. Das Design kann je nach Bedarf variiert werden. Ein Online-Gasdetektionssystem ermöglicht einen schnellen Einsatz vor Ort und ist im Vergleich zur Gaschromatographie oder Massenspektroskopie auch relativ kostengünstig in Anschaffung und Betrieb. In unserer neuesten Fallstudiekönnen Sie mehr über Crowcons Probenahmelösung für Shanghais größte Kläranlage lesen .

Referenzen:
1. Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aus der Rohölverarbeitung - Globales Emissionsinventar und Umweltfreisetzung(Science of The Total Environment, Band 727, 20. Juli 2020, 138654)
2. Überwachung von flüchtigen organischen Verbindungen in der Luft - Ein neuer Schwerpunkt, um den politischen Anforderungen gerecht zu werden(AWE International, Dec 2, 2019)
3. Gerüche in der Kanalisation - Eine Beschreibung der Emissionen und der technischen Abhilfemaßnahmen (MDPI Environments, 06-00089-v2)
4. Review of low-cost sensors for the ambient air monitoring of benzene and other volatile organic compounds (JRC Science Hub Report, JRC98368, EUR 27713)