Memungkinkan untuk menuliskan daftar komponen umum di atmosfer eksternal dan mengungkapkan apa yang dibutuhkan dalam monitoring analisis. Ada yang termasuk komponen utama di dalam atmosfer eksternal, namun juga terdapat komponen yang mungkin mengejutkan bagi Anda. Beberapa dari komponen tersebut menjadi polutan antropogenik. Ada beberapa gas umum (salah satu contohnya adalah chlorofluorocarbon) yang tidak ditemukan di atmosfer dari sumbersumber alam. Komponen-komponen yang ada di atmosfer yang memiliki konsentrasi tinggi ialah oksida sulfur dan nitrogen. Tingginya kedua komponen tersebut diakibatkan oleh hujan asam. Kemudian kadar karbon di udara yang semakin meningkat diakibatkan oleh pemanasan global yang semakin meluas. Permasalahan dari pemanasan global berasal dari peningkatan penyerapan radiasi infra merah oleh karbon dioksida. Kemudian di atmosfer juga bisa terbentuk senyawa kovalen, dimana senyawa kovalen tersebut menyerap pada panjang gelombang yang tidak akan diserap oleh atmosfer. Terbentuknya senyawa kovalen ini dapat terjadi dengan senyawa yang mengandung C-obligasi H, C-Cl atau C-Br. Selain itu, di atmosfer juga terdapat metana dan ozon. Konsentrasi gas metana semakin meningkat konsentrasinya terutama di daerah industri. Yang menjadi permasalahan adalah ketika dalam kondisi cuaca tertentu (dimana lapisan udara panas melalui udara padat, menghasilkan inversi kondisi stabil atmosfer), kontaminan menumpuk di atmosfer tanpa dihamburkan. Begitu pula pada gas dari kendaraan yang berupa CO, NO, NO2, hidrokarbon yang tidak terbakar. Selain itu, atmosfer internal juga mungkin memiliki lebih banyak polutan yang ditemukan. Sejumlah besar bahan kimia yang berpotensi berbahay yang diproduksi atau digunakan di dalam bangunan, misalnya: a. Gas dari hasil pembakaran bahan bakar. b. Pelarut dalam cat c. Gas dari cairan pembersih Gas buang dan gas pembakaran dapat berisi senyawa yang lebih luas yang mungkin terdeteksi dalam suasana umum. Konsentrasi di atmosfer yang lebih besar tidak bisa terakumulasi ke tingkat terdeteksi karena penghapusan gas oleh proses fisik dan kimia. Kemudian untuk mengetahui konsentrasi polutan d atmosfer dan aliran gas buang dapat bervariasi secara signifikan selama periode waktu yang singkat dan dalam pemantauan atmosfer, konsentrasi rata-rata selama periode waktu yang diperlukan sebagai pengukuran sesaat. Hal ini dikenal sebagai konsentrasi rata-rata sisa tertimbang (TWA). Beberapa analisis yang sangat cocok untuk mengukur konsentrasi tertimbang oleh waktu, sebagai analit yang dikumpulkan selama periode waktu. Selanjutnya dalam monitoring analisis dibutuhkan rata-rata konsentrasi dalam ppm

selama periode tertentu (umumnya sealama 24 jam). Selain itu juga diperlukan adanya volume analit/volume total sampel. Untuk atmosfer internal, konsentrasi dinyatakan sebagai pengukuran berat/volume dalam satuan hukum nasional dan internasional. Pengukuran dinyatakan dalam konversi ppm dan mg, yang membutuhkan massa molekul relatif senyawa dan volume molar gas.

Untuk memahami perbedaan tipe dan konsentrasi dari banyak polutan di dalam dan di luar lingkungan dan perbedaan pendekatan analisis yang dibutuhkan. Polutan di lingkungan bagian dalam dapat berupa oksida sulfur dan nitrogen. Selain itu juga terdapat karbon, gas metana (banyak terdapat di kawasan industri). Kemudian polutan di lingkungan bagian luar dapat berupa CO, NO, NO2, senyawa organikyang mudah menguap (VOC) ke atmosfer, ozon, dan nitrat. Konsentrasi banyak komponen dalam lingkungan eksternal bervariasi dalam siklus 24 jam. Hari mempengaruhi meliputi pengaruh emisi dari sinar matahari dan dari pabrik. Konsentrasi dalam siklus 24 jam mungkin tepat. Standar Kualitas Udara Nasional Amerika Serikat (NAQS) untuk belerang dioksida rata-rata 140 PPM selama periode 24 jam). rata-rata jangka pendek mungkin diperlukan untuk polutan yang dapat berubah dengan cepat sepanjang hari. standar AS (NAQS) untuk karbon monoksida berdasarkan 8 dan 1 periode h. Konsentrasi untuk amonia sebesar 25 ppm, karbon monoksida 35 ppm, metanol 200 ppm, dan nitrobenzen sebesar 1 ppm. Kemudian untuk polutan di bagian dalam lingkungan dapat dianalisis apabila menemukan konsentrasi yang dinyatakan sebagai pengukuran berat / volume hukum lebih nasional dan internasional. Sedangkan pada polutan di bagian luar lingkungan dapat dianalisis apabila diketahui volume analit / volume total sampel. Selanjutnya, analisis di lingkungan luar dapat digunakan dengan daya serapan.

Untuk menyadari betapa pentingnya sampling pribadi.Metode sampling dapat digunakan secara pasif dan aktif. samplers pasif (kadang-kadang disebut samplers difusi) terdiri dari adsorben (biasanya karbon aktif atau 'Tenax' polimer berpori) dalam tabung tertutup kecil di salah satu ujung ke ujung lain yang terkena atmosfer. adsorben dipisahkan dari atmosfer oleh zona difusi adalah hampa dari udara atau polimer berpori inert, sesuai dengan produsen. Metode sampling aktif menarik udara melalui tabung sampel menggunakan pompa. Tingkat Sampling dapat berkisar dari beberapa ratus min ml - 1, meskipun laju aliran rendah digunakan (serendah 20 menit ml - 1) untuk sampling dapat terus selama 8 jam tanpa tabung kapasitas terlampaui. Beberapa tabung adsorpsi berisi dua bagian adsorben, bagian utama yang digunakan untuk analisis, sedangkan bagian

kedua (cadangan) digunakan sebagai konfirmasi bahwa kemampuan bagian analisis belum diatasi. Pompa yang tersedia yang cukup kecil untuk bisa dipotong menjadi ukuran dengan tabung sampel diletakkan pada bagian bawah. Kami menemukan ini "samplers pribadi" sekali lagi di bab berikutnya pada analisis partikel. Keuntungan dari sampling aktif pada sampling pasif adalah bahwa konsentrasi yang lebih rendah dapat dipantau selama periode sampling.

Untuk memungkinkan penjelasan , perbandingan, dan perbedaan metode analisis yang bisa digunakan untuk atmosfer dalam dan atmosfer luar.Daya Serap Ini mungkin metode pertama akan terjadi pada Anda untuk memonitor komponen pelacakan. Sebuah volume gas diketahui dilewatkan melalui solusi penyerapan. Pada akhir periode sampling, solusinya adalah dikembalikan ke laboratorium untuk analisis, biasanya dengan metode volumetri atau spektrometer. Kromatografi juga bisa digunakan. Daya serap terdiri dari serangkaian wadah di mana diekstraksi gas. Volume sampel diukur dengan meteran gas, tetapi untuk waktu sampling lebih pendek dimana aliran dapat disimpan konstan, aliran gas dan waktu sampling yang tepat dapat digunakan sebagai gantinya. Sebuah organisasi internasional untuk spesifikasi khas untuk Standardisasi (ISO) ditunjukkan pada Gambar 6.5. Suatu pengendalian suasana khas praktis akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.6. Melatih komponen individu dapat bervariasi sesuai dengan kebutuhan analisis. Reagen yang digunakan dalam botol (s) Drechsel (lihat Gambar 6.6) ditentukan oleh gas yang akan dianalisis. Reagen tertentu untuk sebagian besar gas anorganik, termasuk SO2, C12, H2S dan NH3. Karbon monoksida satu-satunya pengecualian umum. Sebuah prosedur khas diilustrasikan dengan metode Barat dan Gaeke untuk belerang dioksida, yang menggunakan analisa spektrometri akhir. Sulfur dioksida diserap dalam larutan natrium tetrachloromercurate, dan warna yang dikembangkan dengan menambahkan p-rosaniline HCl (asam klorida) dan formaldehid. absorbansi tersebut diukur pada 560 nm: REAKSI (6.2) Prosedur di atas sekarang menjadi metode standar untuk Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) Amerika Serikat, yang dianggap sebagai teknik terbaik yang tersedia dan dapat digunakan untuk mengevaluasi metode lain.

Apakah sifat yang harus dimiliki penyerap untuk menghasilkan analisa yang akurat?

GAMBAR 6.5 skematis daya penyerapan khas api JAWAB Reagen harus sangat spesifik untuk gas analit. Penyerapan analit harus kuantitatif. Ingat bahwa Anda dapat menganalisis senyawa yang konsentrasi hanya dapat bagian per miliar (v / v) di atmosfer. Reagen harus tahan terhadap oksidasi dan menjadi dilucuti dari solusi. Ingat bahwa udara Anda menggelegak melalui solusi untuk jangka waktu hingga 24 jam.

Gambar 6.6 menunjukkan daya serap sampling pemantauan lingkungan eksternal dan terletak di sebuah bangunan. yang ideal ini tidak selalu mungkin GAMBAR 6.6 skema menunjukkan komponen khas alat penyerapan api gas untuk mencapai dan melatih dapat ditempatkan di luar, tetapi di bawah tempat penampungan. Unit tersedia dengan daya serap penuh ditempatkan di sebuah wadah portabel, unik. lokasi pengambilan sampel eksternal seringkali ditentukan oleh pertimbangan keselamatan. Digunakan atap bangunan kota, meskipun posisi yang lebih ramah lingkungan. Dengan beberapa perubahan yang ditunjukkan pada Gambar 6.6, daya penyerapan dapat digunakan untuk analisis gas pembakaran. Konsentrasi gas dapat berbeda-beda sepanjang pembakaran dan sepanjang seluruh panjang. Awal pekerjaan yang praktis dan teoritis diperlukan untuk menentukan lokasi optimal sampling. Gas mungkin berisi komponen yang sangat korosif (lihat Gambar 6.4) dan tabung sampel adalah baja grade 316 stainless atau paduan kelas yang lebih tinggi tahan terhadap korosi. Jika daya digunakan untuk gas sampling saja (kereta api juga bisa digunakan untuk partikel sampel), harus ada plug dari wol kaca filter sesuai untuk gas. Gas tersebut pasti akan berada pada suhu yang tinggi dan mungkin akan jenuh dengan air. Jika Anda tidak tahu dari mana air berasal dari, mencoba perhitungan sederhana untuk menentukan massa air yang dihasilkan oleh pembakaran 1000 g dari alkana khas seperti heksana. Larutan dalam tabung sampel dapat terjadi jika suhu dibiarkan jatuh sebelum fase komponen ini ditentukan oleh keseimbangan tergantung pada suhu, misalnya: REAKSI (6.3)(6.4) Untuk mendapatkan konsentrasi yang sebenarnya pada suhu tinggi, proses pendinginan di penyerapan api setiap sampel harus cepat sehingga untuk membekukan kesetimbangan pada suhu pembakaran.

Ada banyak keuntungan dalam menggunakan penyerapan api untuk analisis penyerapan gas. Kita akan menemukan beberapa aplikasi lain di bawah ini dalam Bagian 6.3.1 dan 7.2.5. Pada akhir bagian utama, Anda akan diminta untuk membandingkan metode dengan prosedur alternatif. ADSORBEN PADAT Metode yang paling sering digunakan untuk konsentrasi rendah senyawa organik yang mudah menguap, terutama untuk menyerap ke dalam ruangan. SAMPLING Metode sampling dapat digunakan secara pasif dan aktif. samplers pasif (kadang-kadang disebut samplers difusi) terdiri dari adsorben (biasanya karbon aktif atau 'Tenax' polimer berpori) dalam tabung tertutup kecil di salah satu ujung ke ujung lain yang terkena atmosfer. adsorben dipisahkan dari atmosfer oleh zona difusi adalah hampa dari udara atau polimer berpori inert, sesuai dengan produsen. Tabung mungkin terpotong untuk kerah atau saku untuk memungkinkan pengawasan staf. Sebuah alternatif desain ditunjukkan dalam bentuk logo juga dapat dipotong untuk kerah Anda. Prinsip operasi ini mirip dengan desain tabung dijelaskan di atas. Gambar 6.7 menunjukkan contoh dari kedua jenis. Metode sampling aktif menarik udara melalui tabung sampel menggunakan pompa. Tingkat Sampling dapat berkisar dari beberapa ratus min ml - 1, meskipun laju aliran rendah digunakan (serendah 20 menit ml - 1) untuk sampling dapat terus selama 8 jam tanpa tabung kapasitas terlampaui. Beberapa tabung adsorpsi (Gambar 6.8) berisi dua bagian adsorben, bagian utama yang digunakan untuk analisis, sedangkan bagian kedua (cadangan) digunakan sebagai konfirmasi bahwa kemampuan bagian analisis belum diatasi. Pompa yang tersedia yang cukup kecil untuk bisa dipotong menjadi ukuran dengan tabung sampel diletakkan pada bagian bawah (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.9). Kami menemukan ini "samplers pribadi" sekali lagi di bab berikutnya pada analisis partikel. Keuntungan dari sampling aktif pada sampling pasif adalah bahwa konsentrasi yang lebih rendah dapat dipantau selama periode sampling. GAMBAR 6.7 Contoh difusi pasif : (a)tipe sampel (b) tipe tabung GAMBAR 6.8 skema tabung adsorpsi biasa digunakan untuk pengambilan sampel aktif DESORPSI SAMPEL Transfer analit untuk kromatografi adalah desorpsi termal atau ekstraksi pelarut. Metode desorpsi termal mirip dengan peralatan yang digunakan dalam analisis senyawa organik menggunakan teknik air-andtrap

debugging (lihat bagian 4.3 diatas). ekstraksi Pelarut memerlukan campuran GAMBAR 6.9 ilustrasi sampling pribadi adsorben dengan volume tetap sebesar pelarut untuk mengekstrak analit, diikuti dengan suntikan ekstrak di GC. Masalah apa yang ada diharapkan dalam penggunaan metode sampling seperti dalam analisis kuantitatif? JAWAB Masalah utama adalah efisiensi penyerapan dan desorpsi sampling. Walaupun metode standar dapat diasumsikan 100 adsorpsi%, desorpsi mungkin kurang dari ini dan akan berbeda untuk masing-masing senyawa. Standar metode analisis (misalnya, 'Metode penentuan zat berbahaya' Inggris seri (MDHS)) merekomendasikan adsorben spesifik untuk masingmasing analit, tapi tetap, efisiensi desorpsi harus diukur untuk setiap batch baru tabung dan harus dimasukkan dalam perhitungan analisis. Masalah kedua adalah kemungkinan overloading pada adsorben. Kapasitas teoritis dari adsorben (dikenal sebagai "muka volume") dapat ditemukan dari tabel diterbitkan, atau penentuan eksperimental, dari gas komposisi diketahui melalui pemantauan tabung dan udara efluen dengan detektor ionisasi nyala atau serupa. Volume ini, bagaimanapun, dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk keberadaan uap air, senyawa organik lain dan suhu dan karena itu akan berbeda untuk setiap analisis.

Untuk memahami metode sederhana dari analisis gas pada gas buang.Analisis Kromatografi Pemisahan kromatografi biasanya mudah ketika menggunakan kolom standar. Biasanya ada masalah mengenai sensitivitas dalam ruangan pengawasan dan deteksi detektor ionisasi nyala sering digunakan. Kesulitan hanya dalam memilih ekstraksi pelarut. Pelarut tidak menunjukkan respons dengan detektor ionisasi nyala (misalnya, karbon disulfida, yang beracun dan memiliki titik nyala rendah) sering bahan berbahaya di kanan mereka sendiri! Untuk analisis rutin, kuantifikasi adalah membandingkan luas puncak dengan solusi standar disuntikkan ke kromatograf setelah koreksi untuk efisiensi desorpsi. Yang terakhir adalah diestimasi dengan analisa dari campuran gas standar, meskipun hal ini tidak selalu memungkinkan. Pendekatan yang kurang ketat untuk menyuntikkan jumlah diketahui senyawa murni untuk Adsorben dan mengukur pemulihan di ekstraksi. Produksi Campuran Gas Standar

Ada beberapa metode yang tersedia, tergantung pada kondisi tertentu, untuk menghasilkan campuran gas standar. Ini termasuk: volume kecil (sampai beberapa liter) gas referensi dapat diproduksi dengan menyuntikkan volume diketahui dari zat murni sebagai cairan melalui septum dalam volume tertutup gas dan memungkinkan untuk menguapkan cairan. Jika perlu terus menerus aliran gas referensi, metode dinamis diperlukan. tabung Permeation umumnya digunakan untuk tujuan ini. Mereka mengandung senyawa organik yang mudah menguap dalam tabung kecil yang memungkinkan uap permeabilitas lambat PTFE melalui dinding dalam aliran gas diketahui. Tingkat difusi disesuaikan dengan mengubah suhu probe dalam rentang dari ambien sampai 40 C. Konsentrasi dalam aliran gas dapat dihitung dari tabung berat badan permeasi selama periode waktu dan aliran gas. Sebuah dinamika teknik alternatif gas volatile atau cairan adalah dengan menyuntikkan senyawa ke dalam suatu aliran gas dengan laju tetap dengan menggunakan pompa jarum suntik. Tabung Difusi atau Penyebaran Sebagian besar investigasi yang menentukan konsentrasi rata-rata tertimbang dari waktu ke waktu menggunakan salah satu dari dua metode yang dijelaskan di atas. Namun, ada beberapa aplikasi yang menggunakan tabung difusi (juga dikenal sebagai pembuluh Palmes) dalam beberapa tahun terakhir, terutama di mana sejumlah besar situs dimonitor secara bersamaan. Metode ini menggabungkan fitur dari kedua teknik yang dijelaskan di atas, namun memiliki keuntungan dari sampel tunggal dan konstruksi mudah yang dengan mudah dapat diambil dan ditinggalkan di lokasi sampling. Unit, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.10, terdiri dari sebuah tabung pendek (ukuran standar 7,1 cm dan 0,95 cm bagian dalam) yang terbuka di GAMBAR 6.10 Skema dari Tabung difusi akhir dan cairan teradsorpsi pada mesh stainless steel ujung tabung tertutup. Metode ini didasarkan pada difusi gas alam dalam cairan. reagen ini biasanya terkena udara selama beberapa minggu, setelah gas diserap dapat ditentukan dengan teknik analisis standar (spektroskopi misalnya atau kromatografi ion). Prinsip dari teknik ini adalah bahwa tingkat penyerapan ditentukan oleh laju difusi gas sepanjang tabung. negara hukum Fick bahwa tingkat difusi gas adalah sebanding dengan gradien konsentrasi. Konsentrasi pada ujung terbuka adalah konsentrasi ambien. Di ujung tertutup dari tabung, ini berarti bahwa adalah nol karena

terus menerus diserap oleh cairan. Oleh karena itu, tingkat difusi sebanding dengan konsentrasi di atmosfer. Validasi asli dari teknik ini adalah untuk lingkungan dalam ruangan di mana arus udara (yang mungkin dapat mempengaruhi laju difusi dan karena itu akurasi dan presisi) akan rendah. Teknik ini, bagaimanapun, sekarang telah berhasil diterapkan pada suasana luar dan telah digunakan dalam sejumlah penelitian atmosfer penting di Inggris. Penggunaan paling umum dari teknik ini sampai saat ini untuk penentuan nitrogen dioksida. Cairan menyerap adalah trietanolamin dan analisis selesai dengan menganalisis spektrometer (pada 550 nm) nitrat dirilis dengan sulfanilamide dan etilendiamin hidroklorida N-(1-naftil). Untuk ukuran sampel tabung dilaporkan beroperasi pada 21 C, kita bisa menulis: RUMUS (6.5) Dimana QNO2 adalah jumlah penyerapan nitrogen dioksida (nmol). Faktor ini '2 .3 'ditentukan oleh nilai yang dikenal untuk difusi gas koefisien dan dimensi tabung. Keakuratan teknik ini tidak besar (variasi itu ditemukan 10% di bawah kondisi ideal). Ini mungkin sebagian diimbangi oleh rendahnya biaya perangkat, yang memungkinkan kelompok 10 atau lebih tabung dibiarkan dalam setiap posisi sampling. Aplikasi lain meliputi analisis senyawa NH3, SO2, O3 dan BTEX.

Untuk mengungkapkan ketersediaan dari instrumen portabel untuk analisis gas dan kemungkinan pada penginderaan jauh. Salah satu instrumen portabel yang tersedia adalah kromatografi portabel. Sebagian besar produsen kromatografi gas portabel menggunakan kolom yang dapat memisahkan komponen dengan suhu kamar. Hal ini menghilangkan kebutuhan tungku yang memerlukan suhu tinggi. Sebuah gas pembawa merupakan bagian yang penting dari kromatografi gas. Namun pada beberapa instrumen tidak menggunakan tabung gas melainkan menggunakan udara bersih. Selain itu, instrumen yang berupa detektor yang tidak memerlukan tambahan pasokan gas juga disukai, meskipun ionisasi nyala terkadang digunakan untuk analisis organik. Keuntungan dari instrumen yang berupa detektor ialah bahwa respon terhadap deteksi hidrokarbon adalah sama, dan dengan demikian kalibrasi tunggal dapat digunakan untuk campuran multikomponen. Sedangkan instrumen portabel dengan bentuk deteksi memiliki kekurangan memerlukan pemeliharaan detektor nyala. Kemudian instrumen portabel yang berupa deteksi konduktivitas termal dapat digunakan sebagai alternatif untuk komponen untuk konsentrasi tinggi. Setidaknya produsen menggunakan deteksi fotoionisasi untuk pemantauan analisis organik. Instrumen portabel yang digunakan untuk anlisis uap organik dapat digunakan dengan deteksi ionisasi nyala memiliki pilihan untuk mengabaikan kolom untuk mengukur

konsentrasi uap organik total. Namun dengan menggunakan detektor tersebut belum mendapatkan hasil yang maksimal. Untuk itu perlu adanya alat spektrometer massa gas, yaitu spektrometer quadrupole Portabel tersedia dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi unsur dan klorin alkana serta senyawa belerang. Selanjutnya penginderaan jauh yang digunakan dalam hal ini adalah dengan menggunakan teknik laser dan pemrosesan sinyal up. Pertama kali yang dilakukan yaitu dengan memilih panjang gelombang cahaya yang diserap oleh analit dan bukan oleh komponen lain dari atmosfer. Sejumlah konstituen menunjukkan serapan karakteristik di daerah spektrum ultraviolet. Selain itu, penginderaan jauh dapat menggunakan diferensial serapan spektroskopi optik (DOAS) digunakan untuk mengukur penyerapan sinar UV, biasanya sejauh beberapa ratus meter untuk beberapa kilometer. Kemudian penginderaan jauh juga berupa LIDAR (Light Detection and Start) yang mengacu pada teknik yang dapat menghasilkan konsentrasi dalam bagian tetap atmosfer. Penginderaan jauh berupa LIDAR menggunakan laser berdenyut. Selain itu dapat juga menggunakan penginderaan serapan spektroskopi laser disesuaikan dioda (TDLAS).