在現(xiàn)實情況中,安全和衛(wèi)生方面的遇到的氣體很多都是有機無機氣體的混合物。只是由于各種原因,目前我們對于有毒有害氣體的認(rèn)識還更多地集中于可燃?xì)怏w、可以引起急性中毒的氣體(硫化氫、氰氫酸等)、以及某些常見的有毒氣體(一氧化碳)、氧氣等偵測器上。
有毒有害氣體偵測器的分類和原理: 氣體偵測器的關(guān)鍵部件是探頭。根據(jù)危害,我們將有毒有害氣體分為可燃?xì)怏w和有毒氣體兩大類。由于它們性質(zhì)和危害不同,其偵測手段也有所不同。
可燃?xì)怏w是石油化工等工業(yè)場合遇到最多的危險氣體,它主要是烷烴等有機氣體和某些無機氣體:如一氧化碳等。可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件,那就是:一定濃度的可燃?xì)怏w,一定量的氧氣以及足夠熱量點燃它們的火源,
當(dāng)可燃?xì)怏w(蒸汽、粉塵)和氧氣混合并達(dá)到一定濃度時,遇具有一定溫度的火源就會發(fā)生爆炸。我們把可燃?xì)怏w遇火源發(fā)生爆炸的濃度稱為爆炸濃度極限,簡稱爆炸極限,一般用%表示。實際上,這種混合物也不是在任何混合比例上都會發(fā)生爆炸而要有一個濃度范圍。
有毒氣體既可以存在于生產(chǎn)原料中,如大多數(shù)的有機化學(xué)物質(zhì)(VOC),也可能存在于生產(chǎn)過程的各個 環(huán)節(jié)的副產(chǎn)品中,如氨、一氧化碳、硫化氫等等。它們是對工作人員造成危害**的危險因素。這種危害不僅包括立即的傷害,如身體不適、發(fā)病、死亡等等,而且包括對于人體長期的危害,如致殘、癌變等等。對于這些有毒有害氣體的偵測是我們發(fā)展中國家應(yīng)當(dāng)開始引起充分重視的問題。
常見有毒有害氣體的TWA(8小時統(tǒng)計權(quán)重平均值)、STEL(15分鐘短期暴露水平)、IDLH(立即致死量)(ppm)和MAC(車間**允許濃度)mg/m3。
有毒氣體 TWA STEL IDLH MAC |
氨氣 (NH3) 25 35 500 30 |
一氧化碳(CO) 25 -- 1500 30 |
氯氣 (Cl2) 0.5 1 30 1 |
氰化氫 (HCN) 10 4.7 50 0.3 |
硫化氫(H2S) 10 15 300 10 |
一氧化氮 (NO) 25 -- 100 -- |
二氧化硫(SO2) 2 5 100 15 |
隨氣體種類不同,其TWA、STEL、IDLH、MAC等值會有一定的不同 目前,對于特定的有毒氣體的偵測,我們使用最多的是專用探頭。它可以包括上面。所列的所有探頭,也包括前兩章所介紹的光離子化偵測器。其中,偵測無機氣體最為普遍、技術(shù)相對成熟、綜合指標(biāo)**的方法是定電位電解式方法,也就是我們常說的電化學(xué)探頭。
電化學(xué)探頭的構(gòu)成是:將兩個反應(yīng)電極--工作電極和對電極以及一個參比電極放置在特定電解液中(如上圖如示),然后在反應(yīng)電極之間加上足夠的電壓,使透過涂有重金屬催化劑薄膜的待測氣體進(jìn)行氧化還原反應(yīng),再通過儀器中的電路系統(tǒng)測量氣體電解時產(chǎn)生的電流,然后由其中的微處理器計算出氣體的濃度。
目前,可以偵測到特定氣體的電化學(xué)探頭包括:一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、氯氣、氰 氫酸、環(huán)氧乙烷、氯化氫等等。 偵測VOC偵測 器可以使用前章介紹的光離子化探頭。氧氣也是在工業(yè)環(huán)境中,尤其是密死循環(huán)境中需要十分注意因素。一般我們將氧氣含量超過23.5%稱為氧氣過量(富氧),此時很容易發(fā)生爆炸的危險;而氧氣含量低于19.5%為氧氣不足(缺氧),此時很容易發(fā)生工人窒息、昏迷以至死亡的危險。正常的氧氣含量應(yīng)當(dāng)在20.9%左右。氧氣偵測儀也是電化學(xué)探頭的一種。
由于眾多可燃?xì)怏w泄漏所引起的爆炸事故的血的教訓(xùn),使人們對于可燃?xì)怏w偵測十分重視,可以講,任何一個石化、化工廠,絕大多數(shù)的危險氣體偵測器都是LEL探頭。但僅配備LEL偵測器對于真正保護(hù)工人的安全和健康還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 不可否認(rèn)的是,大多數(shù)的揮發(fā)性危險氣體都是可燃?xì)怏w,但是,催化燃燒式的可燃?xì)怏w偵測器(LEL)并不是對所有的可燃?xì)怏w偵測都是**選擇。它是專門為偵測甲烷設(shè)計的,而對其他物質(zhì)的檢測性能比較差。所以,它們可以偵測出的除甲烷以外的可燃?xì)怏w的下限濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它們的允許濃度。