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有毒有害气体检测仪应用时要注意安全
点击次数:1307 发布时间:2011-02-28 返回
      对生产过程中有毒有害气体进行检测,在我国已有相当长的历史。但过去由于经济条件与技术所限,气体的检测大都出于安全考虑,对气体直接造成的危害的考虑大于间接危害的考虑,即主要考虑气体的爆炸与急性中毒事件。但随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们不但要求上班后平安的回家,而且还追求退休后能有健康的生活。即人们愈来愈重视工业卫生方面的问题。我国政府也充分意识到了这一点,不但成立了专门的政府机构,而且还从法律的角度提供了保障,相继出台并实施的《安全生产法》与《职业病防治法》体现了这一点。所以对目前条件下气体检测的技术与气体检测仪的选择提出了更高的要求。

  一、生产过程中常见的有毒、有害气体介绍

  在生产过程中对财产与人的健康、生命造成危害的因素大体上可以分为物理、化学与生物三方面。其中化学因素的影响危害性zui大。而有毒有害气体又是化学因素中zui普遍、zui常见的部分。所以本部分重点介绍有毒有害的气体知识。

  根据危害我们将有毒有害气体分为可燃气体与有毒气体两大类。有毒气体又根据他们对人体不同的作用机理分为刺激性气体、窒息性气体和急性中毒的有机气体三大类。

  其中刺激性气体包括氯气、光气、双光气、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨气、臭氧等气体。刺激性气体对机体作用的特点是对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用,其中一些同时具有强烈的腐蚀作用。刺激性气体对机体的损伤程度与其在水中的溶解度与作用部位有关。一般来说,水溶性大的化学物,如氯气、氨气、二氧化硫等对眼和上呼吸道迅速产生刺激作用,很快出现眼和上呼吸道的刺激症状;水溶性较小的化学物,如光气、二氧化氮等,对下呼吸道及肺泡的作用较明显。刺激性气体造成的病变的严重程度除化学物本身的性质外,zui重要的是与接触化学物的浓度和时间密切相关。短期接触高浓度刺激性气体,可引起严重急性中毒,而长期接触低浓度则可造成慢性损伤。急性刺激性气体中毒通常先出现眼及上呼吸道刺激症状,如眼结膜充血、流泪、流涕、咽干、咳嗽、胸闷等症状,随后这些症状可减轻或消失,经过几小时至3天不等的潜伏期后症状突然重现,很快加重,严重者可发生化学性支气管肺炎、肺水肿,表现为剧烈咳嗽、咯白色或粉红色泡沫痰、呼吸困难、发绀等,可因肺水肿或并发急性呼吸窘迫症等导致残废。

  窒息性气体包括一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、二氧化碳等气体。这些化合物进入机体后导致的组织细胞缺氧各不相同。一氧化碳进入体内后主要与红细胞的血红蛋白结合,形成碳氧血红蛋白,以致使红细胞失去携氧能力,从而组织细胞得不到足够的氧气。氰化氢进入机体后,氰离子直接作用于细胞色素氧化酶,使其失去传递电子能力,结果导致细胞不能摄取和利用氧,引起细胞内窒息。甲烷本身对机体无明显的毒害,其造成的组织细胞缺氧,实际是由于吸入气中氧浓度降低所致的缺氧性窒息。硫化氢进入机体后的作用是多方面的。硫化氢与氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合,抑制细胞呼吸酶的活性,导致组织细胞缺氧硫化氢可与谷胱甘肽的巯基结合,使谷胱甘肽失活,加重了组织细胞的缺氧另外,高浓度硫化氢通过对嗅神经、呼吸道黏膜神经及颈动脉窦和主动脉体的化学感受器的强烈刺激,导致呼吸麻痹,甚至猝死。

  急性中毒的有机溶剂有正己烷、二氯甲烷等。上述有机挥发性化合物同以上无机有毒气体一样,也会对人体的呼吸系统与神经系统造成危害,有的致癌,比如苯。由于有机化合物大多为可燃的物质,所以对于有机化合物的检测以前大多检测他的爆炸性,但有机化合物的zui低爆炸极限远远大于它的MAC(空间zui大允许浓度)的值。也就是说,对有机化合物的毒性进行检测是必要的,也是必须的。

  可燃性气体的危害主要是气体燃烧引起爆炸,从而对财产与人的生命造成危害。但可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件。一定量的可燃气体、足够的氧气与点燃的火源。以上三个条件缺一不可。通常将可燃气体发生爆炸的气体浓度称为zui低爆炸极限,一般用LEL表示。不同的可燃气体具有不同的LEL。所以对于可燃气体的检测一般检测它的LEL。
 

有毒气体

TWA
(8小时统计权重平均值)

S
(15分钟短期暴露水平)

IDLH
(立即致死量)
ppm

MAC
(空间zui大允许浓度)mg/m3

氨气NH3

25

35

500

30

一氧化碳CO

25

/

1500

30

氯气Cl2

0.5

1

30

1

氰化氢HCH

10

4.7

50

0.3

硫化氢H2S

10

15

300

10

一氧化氮NO

25

/

100

/

二氧化硫SO2

2

5

100

15

VOC*

50

100

 

 

 
 
 

 

  *:随气体种类不同,其TWA、S、IDLH、MAC等值会有一定的不同。具体气体的以上数值可以致电查询,为、87660570。我们将竭诚为您服务。

  二、有毒有害气体的检测原理与分类

  气体检测器的关键的部件为传感器。气体传感器从原理可以分为三大类:

  A)利用物理化学性质的气体传感器:如半导体、催化燃烧、固体导热、光离子化等。

  B)利用物理性质的气体传感器:如热导、光干涉、红外吸收等。

  C)利用电化学性质的气体传感器:电流型、电势型等。

  下面将结合有毒有害气体检测常用的几种检测器来介绍他们的原理。

  对于常见的可燃气LEL的检测,现在一般用催化燃烧检测器。它的原理如下,传感器的核心为一惠通斯电桥,其中一桥臂上有催化剂,当与可燃气体接触时,可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧,该桥臂的电阻发生变化,其余桥臂的电阻不变化,从而引起整个电路的输出发生变化,而该变化与可燃气体的浓度成比例,从而实现对可燃气体的检测。从以上原理可知,通过该方法检测可燃气,它以催化燃烧为基础,所以它的分辨率较低。该方法的分辨率一般为1%LEL,大约为100PPm左右。所以对于有机气体毒性的检测不能采用该检测方法。

  对于常见有毒气体的检测,特别是无机毒气,一般采用专用的传感器进行检测。既定性又定量进行检测。该类传感器大多为电化学传感器。电化学传感器一般为三电极的形式。其中目标气体在工作电极上发生反应,产生的电流通过对电极构成回路,参比电极为工作电极提供合适的偏值。传感器通过参比电极与工作电极的催化剂实现选择性反应,即定性反应。回路产生的电流与气体的浓度成正比,实现定量反应。而一般的氧气传感器为两电极传感器,他的检测原理与三电极大致相似,只是采用三电极的传感器的输出更稳定,寿命更长。

  对于有机挥发性气体毒性的检测,以前一般采用检测管的方法,但由于检测管的种类有限,且精度不高,操作麻烦,所以实际的应用受到影响。目前世界上比较先进的检测方法为光离子化检测方法,它的原理为,通过一紫外灯将目标气体电离,离子通过一传感器收集形成电流,该电流与目标气体的浓度成正比,从而实现对有机挥发性气体的定量检测,由于是离子级别的检测,所以该方法的分辨率高、响应时间快。该方法的分辨率达到0.1PPm,zui高达到1PPb.从原理上可以知道,凡能被电离的有机物就能被仪器进行检测,而不能被电离的物质就不能被检测.由于大多书常见的无机气体的IE都很高,所以不会对检测进行干扰.而大多数的有机气体都能被电离,所以该检测器对有机挥发性气体来说,为宽带检测器.精度高、检测范围宽、响应时间短、易操作等特性决定了该仪器特别适于安全与工业卫生领域的应用。
  


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