확산관

Diffusion tube

확산관은 공기 중 하나 이상의 가스 농도를 수동적으로 샘플링하는 과학 장치로, 일반적으로 며칠에서 약 한 달 사이의 평균 대기 오염 수준을 모니터링하는 데 사용됩니다.확산관은 도시 지역의 [1]대기질 감시, 지역사회 단체나 [2][3]학교 등이 실시하는 시민 과학 오염 감시 프로젝트, 광산이나 [5]박물관 등의[4] 실내 환경 등에서 지방 당국에 의해 널리 사용되고 있다.

시공 및 운영

케이블 타이에 의해 배수관에 부착되는 전형적인 확산관.아래쪽 끝은 대기에 열려 있다.오염은 맨 위에 있는 빨간 모자 안에 있는 화학 물질에 의해 포착됩니다.

확산관은 작고 속이 빈 보통 투명한 아크릴 또는 폴리프로필렌 플라스틱 튜브로 구성되며, 길이는 약 70mm이며 양 끝에 캡이 있습니다.캡 중 하나(흰색)를 완전히 제거하여 튜브를 활성화하거나(이산화질소 샘플링의 경우), 연구 중인 가스만 통과시킬 수 있는 필터를 포함합니다.다른 캡(다른 색상)에는 연구 중인 가스가 [6]튜브로 들어갈 때 흡수하는 화학 시약으로 코팅된 금속 메시 디스크가 들어 있습니다.이런 방식으로 작동하는 튜브는 1976년 [9]개인용 공기 품질 센서로 그러한 튜브를 사용하는 것을 설명한 발명가 미국 화학자 에드워드 [7][8]팔메스의 이름을 따서 팔메스 튜브로도 알려져 있다.

작동 중에는 튜브가 열리고 열린 끝이 아래쪽을 향하고 위쪽에는 닫힌 색상의 캡이 있는 램프 기둥이나 도로 표지판 같은 것에 케이블 타이로 수직으로 고정됩니다.대기 중 농도가 높은 모니터링 대상 가스는 튜브 바닥으로 확산되어 화학 캡에 빠르게 흡수됩니다.흡수되기 때문에 확산의 과정이 계속됩니다.일정 기간(일반적으로 2주에서 1개월)이 지나면 튜브는 밀봉되어 분석을 위해 실험실로 보내집니다.연구 중인 가스의 대기 농도는 포착된 양과 Fick의 [10]확산 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다.

확산관은 질소산화물(이산화질소 및 산화질소), 이산화황, 암모니아, 오존 등 다양한 가스를 샘플링하는 데 사용할 수 있습니다.이러한 가스를 샘플링하는 튜브는 모두 분자 확산의 동일한 과정을 통해 작동하지만, 중요한 차이가 있습니다.이산화질소 튜브는 예를 들어 흡수성(반발성) 화학물질로 트리에탄올아민(TA)을 사용하는 반면, 황화수소 튜브는 자외선이 내부의 화학물질을 분해하는 것을 방지하기 위해 불투명합니다.일부 유형의 튜브는 동시에 여러 가스를 샘플링할 수 있습니다.

장점과 단점

확산관은 상당히 정확하고, 비교적 저렴하며, 사용이 간편하며, 매우 작고, 수동적이며(전원이 필요 없음), 저장 수명이 상당히 길다. 세심한 배치로 실내 또는 [5][11]실외 어디에나 배치할 수 있다.이들은 이산화질소와 같은 오염가스의 장기 평균 농도를 합리적으로 나타내며 장소나 시간에 따라 평균 오염 수준을 쉽게 비교할 수 있도록 합니다.오염 수준을 장기적으로 비교할 수 있도록 일 년 중 몇 개월 연속 같은 장소에 일련의 튜브를 설치하는 경우가 많습니다.또한 지방 당국이 여러 개의 튜브를 같은 기간에 걸쳐 다른 장소에 설치하는 것은 흔한 일이어서 도시와 도시의 오염 핫스팟을 확인할 수 있다.

확산관은 한 번에 며칠 또는 몇 주 동안 방치되도록 설계되어 있기 때문에, 낮 동안의 가스 상승 및 하강, 하루와 다음 날의 차이, 또는 평일과 주말의 차이, 그리고 오염도를 안내하는 횟수 등 연구 대상 오염물질의 단기적인 변동을 나타내지 않는다.제자리걸음을 하는 동안 초과됩니다.또한 도로변 오염 모니터링 캐빈에 사용되는 고도로 민감한 자동 모니터링 장비보다 정확도가 훨씬 떨어집니다.부정확한 원인으로는 난기류(바람의 움직임이나 에어컨 등에 의해 발생), 건물 환기 시스템의 오염, 자외선(이론적으로 플라스틱 튜브에 흡수됨) 및 기타 오염 물질이 [6]있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Local Air Quality Management Technical Guidance (TG16)". Local Air Quality Management. UK Government Department for Environment and Rural Affairs. April 2021. Retrieved 28 February 2022.
  2. ^ "Using Diffusion Tubes". Care4Air. Sheffield City Council. Retrieved 28 February 2022.
  3. ^ "Diffusion Tubes". LoveCleanAir South London. Retrieved 28 February 2022.
  4. ^ Pederson, Jerald, ed. (1985). Bureau of Mines Research. U.S. Department of the Interior. p. 13.
  5. ^ a b Grzywacz, Cecily (2006). Monitoring for Gaseous Pollutants in Museum Environments. Getty Conservation Institute. p. 48. ISBN 9780892368518.
  6. ^ a b Targa, Jaume; Loader, Alison. "Diffusion Tubes for Ambient NO2 Monitoring: Practical Guidance for Laboratories and Users" (PDF). Local Air Quality Management. UK Government Department for Environment and Rural Affairs. Retrieved 28 February 2022.
  7. ^ Brooks, Bradford; Davis, William (1992). Understanding Indoor Air Quality. CRC-Press. p. 110. ISBN 9780849388460.
  8. ^ Sella, Andrea (1 November 2016). "Palmes' Tube". Chemistry World. Royal Society of Chemistry.
  9. ^ Palmes, E; Gunnison, A; DiMattio, J; Tomczyk, C. "Personal sampler for nitrogen dioxide". American Industrial Hygiene Association Journal. 37 (10). doi:10.1080/0002889768507522. Retrieved 28 February 2022.
  10. ^ Plaisance, H (2004). "Response of a Palmes tube at various fluctuations of concentration in ambient air". Atmospheric Environment. 38 (36): 6115–6120. doi:10.1016/j.atmosenv.2004.08.011. ISSN 1352-2310. Retrieved 28 February 2022.
  11. ^ Boleij, J; Lebret, E; Hoek, F; Noy, D; Brunekreef, B (1967). "The use of Palmes diffusion tubes for measuring NO2 in homes". Atmospheric Environment. 20 (3): 597–600. doi:10.1016/0004-6981(86)90103-4. ISSN 0004-6981. Retrieved 28 February 2022.