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【应用】地下水BTEX检测

发布人: 来源: 发布时间:2022-07-23 03:53:20


有机物BTEX包含苯、甲苯、乙苯和二甲苯化合物,可能是地下水的主要污染问题。 它们在水中的存在会对公众健康和环境造成危害。泄露是土壤和地下水BTEX 污染的最常见来源之一,包括从油箱中泄露汽油、柴油燃料以及润滑油和燃料油等石油产品。这些石油产品的有机化学物质具有极性和极易溶解的特性,可以进入地下水系统并造成严重的污染问题。


BTEX 化合物如何进入地下水?
BTEX  可通过地下管道泄漏、溢出、不当处置或垃圾填埋场的渗漏来污染天然水。由于这些化合物会对人类健康造成严重影响,如果暴露会造成风险,美国环保署为饮用水设定的最大污染水平为5 µg/L 苯,以确保从地下水和地表水源中去除苯。
将石油污染水排放到市政污水处理厂时通常也需要进行测量。 当汽油与水接触时,BTEX 化合物占水溶性馏分中汽油成分的 90%。 因此,这些化学物质是饮用水中最常见的污染物之一。


什么是 BTEX 化合物?
BTEX 不是一种化学品,而是下列化合物的组合:苯、甲苯、乙苯和二甲苯。 BTEX 由主要由存在于汽油等石油产品中的天然化学物质组成。除汽油外,BTEX 还存在于我们每天使用的许多常见家用产品中,并且属于挥发性有机化合物 (VOC) 。
“包含苯、甲苯、乙苯和二甲苯的有机 BTEX 可能是地下水的主要污染问题。它们在水中的存在会对公众健康和环境造成危害。”



苯(C6H6),是一种透明、无色、易燃的液体,具有类似汽油的味道。由于燃烧煤、汽油和木材等燃料,苯存在于环境空气中。苯在无铅燃料中也很常见,它被作为铅的替代品,使发动机运行更平稳。燃料中的苯浓度曾经高达 20%,但由于有害健康影响,现在在许多国家已降至 <1%。世界卫生组织 (WHO) 和国际癌症研究机构 (IARC) 将苯列为第一类致癌物:长期接触高浓度苯会导致白血病并影响红细胞和白细胞。室外苯含量范围从偏远农村地区的 0.06 ppb 到机动车交通密度高的工业中心的 107 ppb。加油站的空气中测得的苯含量高达3,000ppb,据估计,每天开车一小时会使人每天摄入 40 微克 (µg) 的苯。每周花不到两分钟在加油站给汽车加油会导致每天额外摄入 10 微克。苯也可能出现在食品和饮料中:英国的研究发现软饮料中的苯浓度高达 28 ppb。


甲苯
甲苯(C7H6),是一种无色液体,具有强烈的溶剂气味。甲苯价格低廉,生产简单,在工业过程中广泛被用作溶剂。接触甲苯会导致眼睛和鼻子发炎、疲倦、精神错乱、过度兴奋、头晕、头痛、瞳孔放大、流泪、焦虑、肌肉疲劳、失眠、神经损伤、皮肤炎症以及肝肾损伤。长期接触甲苯,特别是接触高浓度的甲苯,会导致个体出现更严重的副作用,例如运动失调、脑萎缩、嗜睡、言语、听力和视力受损、神经行为改变、眼球震颤。在非工业用途中,甲苯可作为辛烷值增强剂存在于汽油中,也可用于胶水、溶剂和树脂中。汽油的生产、运输和使用过程是甲苯释放的最大来源,其中含有约 5% 至 8% 的甲苯,但在全球工业过程中使用了大量甲苯,其中在2013 年甲苯的销售就超过了200 亿美元。 “人们越来越关注 BTEX 对地下水的污染以及美国最近水力压裂法的普及对环境和公共健康造成的影响。”


乙苯
乙苯(C6H5CH2CH3),是一种无色液体,有类似汽油的香气。乙苯在工业过程中被广泛用于制造苯乙烯,然后用于制造聚苯乙烯。乙苯还存在于杀虫剂、溶剂、油漆、清漆、汽车产品、粘合剂以及织物和皮革处理剂等产品中。它也可能存在于油漆、油墨、塑料和杀虫剂等消费品中。乙苯常见于环境空气中,主要来自工业活动和车辆排放。汽油中含有约 1% 至 2% 的乙苯,因为乙苯用作汽油和航空燃料添加剂。在城市地区,乙苯浓度范围为 0.1 至 83 ppb,而在农村地区发现的水平通常低于 0.46 ppb。人体急性(短期)接触乙苯会导致呼吸道影响,例如喉咙刺激和胸部收缩、眼睛刺激和神经系统影响,例如头晕。人体慢性暴露(长期)于乙苯中,其对血液的影响显示出相互矛盾的结果。动物研究报告了长期吸入乙苯对血液、肝脏和肾脏的影响。关于乙苯对人的致癌作用的信息有限,但这是一个正在进行的调查领域。


二甲苯
二甲苯 (C8H10) 包括间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯。通常将每种浓度加在一起作为总二甲苯浓度。二甲苯是从原油中提炼出来的,是一种清澈的油腻液体。该化合物主要从工业来源和机动车尾气中释放。二甲苯广泛用于塑料瓶和聚酯服装的生产,并作为溶剂用于电路板清洁到稀释油漆和清漆等一系列应用,还用作印刷、橡胶和皮革行业的溶剂。在城市和工业化地区,二甲苯含量最高可达 178 ppb。汽油中含有 7% 到 10% 的二甲苯。通常,环境空气中二甲苯的背景水平约为 0.23 ppb。在郊区,它可能会高出三倍左右。邻二甲苯是二甲苯的唯一天然形式;其他两种形式是人造的。摄入二甲苯会导致中枢神经系统抑制,导致头晕、恶心和呕吐。在摄入或呕吐期间将二甲苯吸入肺部会导致非常严重的健康后果。


水力压裂法 和 BTEX
水力压裂法是在地下岩层中产生裂缝的过程,以增加天然气或石油的流量和回收率。水力压裂也称为压裂增产、加氢压裂或压裂。由于煤层的地质条件不同,并非在所有煤层气 (CSG) 作业中都进行压裂。对于深层天然气和石油活动(例如页岩气和石油、致密气和盆地中心气的生产),几乎每口井都进行水力压裂。
2010 年 12 月,EPA 发布了一份在怀俄明州 Pavillion 进行的研究报告。该研究检查了压裂现场附近测试井中的水,发现其中含有 BTEX 化合物,所有这些都对公众健康有害。人们越来越关注 BTEX 对地下水的污染,以及最近美国水力压裂法的普及所带来的相关环境和公共健康后果。


在美国印第安纳州沙利文县的 15 口煤层气压裂井周围的地表水中,从空间上对石油烃衍生污染物和各种溶解的阳离子和阴离子进行了测定。在 69% 的采样点 (n = 13) 中检测到至少一种 BTEX 化合物,并且发现 23% 的采样点被BTEX 化合物污染。甲苯是在煤层气压裂井上游和下游的所有采样点检测到的最常见的 BTEX 化合物。压裂井附近的水库及其出口处的甲苯平均浓度比其他下游站点高约 2 倍。BTEX 化学品天然存在于地下水源中。因此,为了确保这些水平不会超过环境和人类健康标准,澳大利亚已经对在压裂过程中 BTEX 的使用进行了严格监管,包括禁止在压裂液中添加这些化学物质。以下是澳大利亚针对压裂液中 BTEX 的环境和健康标准,以确保 BTEX 化学品不会污染饮用水或影响依赖地下水的动植物:
苯 – 1 ppb
甲苯 – 180 ppb
乙苯 – 80 ppb
间二甲苯 – 75 ppb
邻二甲苯 – 350 ppb
对二甲苯 – 200 ppb


相关产品-UviLux FUEL - BTEX 荧光计
UviLux FUEL – BTEX 荧光计可实时、原位检测地下水中的 BTEX 类污染物 (苯、乙苯、甲苯和二甲苯)。额定深度为 1000m,易于与监控平台和系统集成,或与 Hawk 手持显示器和数据记录器结合用于现场读数和记录,并提供高达 3 ppb 的高度敏感读数。


相关产品-enviroFlu- BT荧光计
为了解决单环芳香烃类(苯, 甲苯、二甲苯等) 的水体污染物测量,TriOS推出enviroFlu- BT(Benzene Tonune)传感器。这个传感器的开发,将能够检测人畜饮用水中的低浓度的单环芳香烃类(例如:苯, 二甲苯等),确保饮用水安全。采用创新型纳米涂层技术,可使光学镜头保持清洁,避免油膜污染,保证enviroFlu-BT可以长期稳定的测量,几乎无需维护。

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