Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 2007

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: thick semiconducting layers

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Zastosowanie półprzewodnikowych czujników chemicznych do kontroli stężenia benzenu w powietrzu

Pyta H., Pawłowski M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

2007

T. 10, nr 2

105-116

Przedstawiono wyniki eksperymentu polowego z użyciem aparatu ETL2000 (wielokomponentowy monitor powietrza; TJniTec - Ferrara, Italy) do monitoringu benzenu. ETL2000 jest układem opartym na nowej technologii stałych czujników grubowarstwowych, która zapewnia odpowiednią selektywność i dokładność w pomiarach zanieczyszczeń powietrza, występujących w stężeniach rzędu ppb. Technologia czujników grubowarstwowych wykorzystuje zjawiska przewodnictwa elektrycznego, zachodzące w określonej temperaturze (200+400°C) ponad warstwą nanostrukturalnych półprzewodników w postaci tlenków metali. Elektryczna odpowiedź półprzewodnika jest proporcjonalna do stężenia określonego gazu. Do przetworzenia sygnału w stężenie danego gazu służy odpowiednio dopasowana krzywa kalibracji. Czujnik benzenowy jest najnowszym sensorem w układzie ETL, dla którego brak dostatecznej ilości danych operacyjnych. Stężenia benzenu, jako średnie 15-min., były rejestrowane w sposób ciągły od S kwietnia do 25 maja 2006 r. w Zabrzu, w stacji monitoringu powietrza ŚWIOŚ. W tym samym czasie prowadzono pomiary 15-min. stężenia benzenu z użyciem referencyjnego analizatora AirmoBTX1000 (chromatograf gazowy z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym). Dla oceny zakresu stosowalności ETL2000 z czujnikiem benzenu w warunkach miejskich przeprowadzono analizę porównawczą otrzymanych wyników z użyciem technik regresji nieliniowej. Stwierdzono, że zastosowanie układu ETL2000 z czujnikiem benzenu w warunkach miejskich jest ograniczone do miejsc bezpośrednio narażonych na emisję tego zanieczyszczenia - sąsiedztwo ruchliwych ciągów komunikacyjnych lub instalacji przemysłowych. Czujnik dobrze odwzorowuje zmiany wyższych stężeń, w tym epizody bardzo wysokich stężeń. W zakresie stężeń do ok. 3 qg/m3 odnotowano spadek czułości i selektywności, co objawia się zawyżonym udziałem bardzo niskich stężeń. Niedoszacowanie stężenia średniorocznego ogranicza przydatność czujnika do monitoringu benzenu w miejskich i podmiejskich stacjach tła.

Benzene is an air pollutant especially harmful for human health, because of its carcinogenic and mutagenic properties. Although it has low acute toxicity the repeated exposure to high concentrations can cause the effects on the blood and blood forming organs. The most convincing evidences are found for the development of leukemia as a result of benzene exposure. This compound commonly occurs in the air of urban areas and comes mainly from combustion of liquid fuels in car engines and (in Poland) hard coal in domestic furnaces. There are also industrial sources of benzene emission, such as refineries, cookeries and power plants. Monitoring of benzene and its alkyl derivatives (BTX) is obligatory in urban areas, according to the Directive 2000/69/EC. The paper presents results of the field experiment with the use of ETL2000 (multi-component air quality monitor; UniTec - Ferrara, Italy) for benzene monitoring. The ETL2000 is the system based on a new solid-state thick-film sensor technology, which provides appropriate selectivity and accuracy for measuring airborne pollutants, occurring in ppb concentrations. Thick-film sensors technology exploits electric conduction phenomena that happen above the layer of nanostructured semiconducting metal oxides at the fixed temperature (200+400°C). An electrical response from semiconductor is proportional to particular gas concentration. The signal is turned into given gas concentration using a suitable fitting calibration curve. Benzene sensor is the newest device in the ETL system and there aren't enough operating data. Benzene concentrations were recorded continuously as 15-min averages from 5th April to 25th May 2006 in Zabrze, at the air monitoring station of the Silesian Regional Inspectorate of Environmental Protection (SRIEP). At the same time the measurements of 15-min benzene concentrations were performed using the reference analyzer AirmoBTX1000 (gas chromatograph with the flame ionization detector). The comparative analysis of obtained results was performed, with the use of nonlinear regression techniques, to determine the range of application of ETL2000 with benzene sensor in the urban conditions. It was stated that the application of the ETL2000 with benzene sensor in urban conditions is limited to the places directly vulnerable to the emission of this pollutant - in the neighborhood of the busy traffic routes or industrial installations. The sensor is presenting properly the changes of higher concentrations, including the peaks of concentrations. The decrease of sensitivity and selectivity of the concentrations up to 3 ug/m3 was observed, which is manifested with the overstated participation of very low concentrations. The underestimated aver-age annual concentration reduced the sensor usability to monitor benzene in urban and sub-urban background stations.