Związki chemiczne BTEX
Źródła BTEX
BTEX odnosi się do związków chemicznych benzenu, toluenu, etylobenzenu i ksylenu.
Związki te występują naturalnie w ropie naftowej i można je znaleźć w wodzie morskiej w pobliżu złóż gazu ziemnego i ropy naftowej. Inne naturalne źródła związków BTEX to emisje gazów z wulkanów i pożary lasów.
Pierwsze uwolnienia związków BTEX spowodowane przez człowieka to emisje z pojazdów mechanicznych i samolotów oraz dym papierosowy. Związki BTEX są tworzone i wykorzystywane podczas przetwarzania produktów naftowych oraz podczas produkcji dóbr konsumpcyjnych, takich jak farby i lakiery, rozcieńczalniki, produkty gumowe, kleje, tusze, kosmetyki i produkty farmaceutyczne.
Związki BTEX należą do najobficiej produkowanych związków chemicznych na świecie.
Powszechne narażenie na BTEX
Najczęstsze źródła narażenia na związki BTEX to oddychanie zanieczyszczonym powietrzem, szczególnie w obszarach o dużym natężeniu ruchu pojazdów silnikowych i na stacjach benzynowych, oraz dym papierosowy. Narażenie na BTEX z wody stanowi jedynie niewielki procent całkowitego dziennego spożycia, w porównaniu z wdychanym powietrzem i źródłami pokarmowymi.
Normy zdrowotne dla BTEX
Wytyczne zdrowia publicznego dla BTEX są dostępne dla wody pitnej w Australian Drinking Water Guidelines (ADWG). Wytyczne te opierają się na ilości substancji chemicznej, która może być spożywana codziennie przez całe życie bez negatywnych skutków.
Benzen jest znanym czynnikiem rakotwórczym (powodującym raka). ADWG określa, że nie powinien on być wykrywany w wodzie pitnej w ilości większej niż 1 część na miliard (ppb) †. Pozostałe substancje chemiczne (toluen, etylobenzen i ksyleny) nie są uznawane za rakotwórcze, a ich wytyczne zdrowotne dotyczące wody pitnej są znacznie wyższe – pomiędzy 300 a 800 ppb.
W powietrzu dostępne są różne rodzaje wytycznych zarówno dla otoczenia, jak i dla środowiska zawodowego. W Queensland, Environmental Protection (Air) Policy 2019 określa wartości wytycznych dla benzenu, toluenu i ksylenów w powietrzu, aby zapewnić ochronę zdrowia ludzi i środowiska.
Cele jakości otaczającego powietrza w celu ochrony zdrowia ludzi i środowiska wynoszą 3 ppb dla benzenu, 100 ppb dla toluenu i do 200 ppb dla ksylenu w oparciu o stężenia otoczenia tych chemikaliów uśrednione w okresie rocznym.
Chemikalia BTEX występują naturalnie w źródłach wód podziemnych. Tak więc, aby zapewnić, że te poziomy nie wzrosną powyżej norm środowiskowych i zdrowia ludzkiego, wykorzystanie BTEX w procesie frakcjonowania zostało ściśle uregulowane, w tym zakazem dodawania tych chemikaliów do płynu frakcjonującego.
Następujące normy środowiskowe i zdrowotne dla BTEX w płynach do szczelinowania zapewniają, że chemikalia BTEX nie są na poziomie, który skazi wodę pitną lub wpłynie na rośliny i zwierzęta zależne od wód gruntowych:
- Benzen – 1 ppb*
- Toluen – 180 ppb#
- Etylobenzen – 80 ppb#
- m-Xylen – 75 ppb#
- o-Xylen – 350 ppb#
- p-Xylen – 200 ppb#
†Jako wytyczne, 1 ppb jest równoważny 1 mikrogramowi na litr lub łyżeczce płynu w basenie olimpijskim.
*Australian Drinking Water Guidelines
# Australia and New Zealand Environment Conservation Council (ANZECC) Guidelines for Fresh and Marine Water Quality.
Więcej informacji
Więcej szczegółowych informacji na temat BTEX jest dostępnych w pracy badawczej A short primer on benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) in the environment and in hydraulic fracturing fluids (PDF, 189.2KB). Ten dokument został przygotowany przez Dr Frederic Leusch i Dr Michael Bartkow z Griffith University’s Smart Water Research Centre.
Oszacowane dzienne pobranie BTEX (µg/d)
Dzienne pobranie jest podane w mikrogramach na osobę, na dzień (µg/d)- mikrogram to jedna milionowa część grama.
| Źródło narażenia | Benzen | Toluen | Etylobenzen | Xyleny |
|---|---|---|---|---|
| Oddychanie powietrzem | 90 – 1,300 | 2 – 12.000 | 2 – 3.600 | 70 – 2.000 |
| Palenie papierosów | 1,800 | 2,000 | 40a | Do 190a |
| Żywność | Do 250 | Do 64 | NA | NA |
a Zakładając 5 papierosów dziennie,b Zakładając dwa litry dziennie
Benzen
Poziomy benzenu na zewnątrz wahają się od 0.06 ppb w odległych obszarach wiejskich do 107 ppb w centrach przemysłowych o dużej gęstości ruchu pojazdów silnikowych. Procentowa zawartość benzenu w benzynie bezołowiowej wynosi około 1 do 2 procent. Poziomy do 3000 ppb benzenu zostały zmierzone w powietrzu na stacjach benzynowych.
Prowadzenie samochodu przez jedną godzinę dziennie szacuje się na 40 mikrogramów (µg) benzenu do dziennego spożycia przez osobę. Spędzenie nieco mniej niż dwóch minut tygodniowo na tankowaniu samochodu na stacji benzynowej prowadzi do dodatkowego szacowanego dziennego spożycia 10 µg.
Benzen został wykryty na poziomie tak wysokim jak 154 ppb w powietrzu wewnątrz budynków mieszkalnych. Benzen może również występować w żywności i napojach. Badania przeprowadzone w Wielkiej Brytanii wykazały stężenie benzenu w napojach bezalkoholowych na poziomie 28 ppb.
Toluen
Największe źródło uwalniania toluenu występuje podczas produkcji, transportu i stosowania benzyny, która zawiera około 5 do 8 procent toluenu. W odległych obszarach stężenie toluenu w powietrzu jest dość niskie, jednak poziomy od 1,3 do 6,6 ppb są powszechne na obszarach podmiejskich i miejskich, z poziomami tak wysokimi jak 350 ppb w obszarach o dużym natężeniu ruchu.
Stężenia na stacji benzynowej mogą być tak wysokie jak 2 400 ppb. Uzupełnianie paliwa w samochodzie może znacznie zwiększyć dzienne spożycie toluenu.
Toluen jest również stosowany w produktach powszechnego użytku domowego, takich jak farby, kleje i lakiery do paznokci. Toluen jest sporadycznie wykrywany w zasobach wody pitnej, ale ogólnie poziomy są poniżej 3 ppb.
Etylobenzen
Etylobenzen jest powszechnie występującym związkiem w powietrzu, głównie w wyniku działalności przemysłowej i emisji pojazdów. Benzyna zawiera około 1 do 2 procent etylobenzenu.
Na terenach miejskich stężenia etylobenzenu wahają się od 0,1 do 83 ppb. Poziomy stwierdzone na terenach wiejskich są na ogół niższe niż 0,46 ppb.
Etylobenzen występuje również w produktach takich jak pestycydy, rozpuszczalniki, farby, lakiery, produkty samochodowe, kleje oraz środki do pielęgnacji tkanin i skóry.
Związek ten jest rzadko wykrywany w wodzie pitnej, a poziomy etylobenzenu w niezanieczyszczonych wodach gruntowych są na ogół niższe niż 0,1 ppb.
Xylen
Xylen jest związkiem uwalnianym głównie ze źródeł przemysłowych i spalin samochodowych. W obszarach miejskich i uprzemysłowionych poziom ksylenu został zmierzony na poziomie do 178 ppb. Benzyna zawiera od 7 do 10 procent ksylenów. Jest on również stosowany jako rozpuszczalnik.
Typowo, poziomy tła ksylenu w powietrzu atmosferycznym wynoszą około 0,23 ppb. Na obszarach podmiejskich może być około trzy razy wyższy.
BTEX w wodach gruntowych
Związki BTEX występują naturalnie w złożach ropy naftowej, węgla i gazu, dlatego mogą być naturalnie obecne w niskich stężeniach w wodach gruntowych w pobliżu tych złóż. Poziomy BTEX mogą wynosić od 0,1 ppb do 100 ppb w typowych wodach gruntowych.
.