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閱讀：71發(fā)布時(shí)間：2024-7-29
各國的統(tǒng)計(jì)資料都表明，一氧化碳是常見的有毒有害氣體，每年都有大量的人員死于一氧化碳(CO)中毒。一氧化碳在很多環(huán)境中都可能存在。工業(yè)生產(chǎn)中接觸CO的作業(yè)不下幾十種，如冶金工業(yè)中煉焦、煉鐵、鍛冶、鑄造和熱處理的生產(chǎn)中含碳的物質(zhì)燃燒不時(shí)；化學(xué)工業(yè)中合成氨、丙酮、光氣、甲醇的生產(chǎn)；礦井放炮、煤礦瓦斯爆炸事故；碳素石墨電極制造；內(nèi)燃機(jī)試車；以及生產(chǎn)金屬羰化物如羰基鎳、等過程， 更多接觸CO的生產(chǎn)場合還包括，使用含CO的可燃?xì)怏w（如水煤氣含CO達(dá)40%，高爐與發(fā)生爐煤氣中含30%，煤氣含5%～15%）。另外，或爆炸后的氣體中含CO約30%～60%。使用柴油、汽油的內(nèi)燃機(jī)廢氣中也含CO約1%～8%。 急性CO中毒是我國發(fā)病和死亡人數(shù)最多的急性職業(yè)中毒，也是世界上許多國家引起意外性中毒中致死人數(shù)最多的毒物。 硫化氫（H2S）也是可以引起急性中毒常見有毒氣體，硫化氫可以在相對較低濃度下立即使人致命：一般情況下，在1000ppm濃度下H2S環(huán)境中，人可以立即產(chǎn)生呼吸系統(tǒng)的麻痹、痙攣而在幾分鐘內(nèi)死亡。四川井噴所造成的幾百人死亡的事故的罪魁禍?zhǔn)拙褪荋2S氣體。 在建筑、裝修、制革等行業(yè)廣泛應(yīng)用的粘合劑含有大量的苯或其他芳烴類（甲苯、二甲苯等）作為溶解劑。而這類有毒物質(zhì)的揮發(fā)性氣體對人的影響不僅僅體現(xiàn)在急性中毒和立即致死的危害，在長期處于低濃度下的揮發(fā)性有機(jī)化合物條件下工作，會(huì)在不知不覺中引起相關(guān)人員的慢性中毒和癌變。 在環(huán)境應(yīng)急事故中，有毒有害氣體物質(zhì)的泄漏對于環(huán)境危害的來源也是有毒氣體。我們經(jīng)?？吹降穆裙扌孤睔庑孤┑鹊仁鹿手械耐{就在于它們都可以通過無法人為控制的擴(kuò)散方式快速分布于所有可能達(dá)到的環(huán)境空間，對人員的生命安全造成極大的危害。 表1不同有毒有害氣體濃度對人體的影響
在檢測有毒有害氣體的時(shí)候，要特別注意一些規(guī)章和法規(guī)所規(guī)定的暴露限度，如GBZ2-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（化學(xué)有害因素）規(guī)定的職業(yè)接觸限值（occupational exposure limits，OELs）。 職業(yè)性有害因素的接觸限制量值：指勞動(dòng)者在職業(yè)活動(dòng)過程中長期反復(fù)接觸，對絕大多數(shù)接觸者的健康不引起有害作用的容許接觸水平?；瘜W(xué)有害因素的職業(yè)接觸限值包括時(shí)間加權(quán)平均容許濃度、短時(shí)間接觸容許濃度和容許濃度三類。 時(shí)間加權(quán)平均容許濃度（permissible concentration-time weighted average，PC-TWA）：以時(shí)間為權(quán)數(shù)規(guī)定的8小時(shí)工作日、40小時(shí)工作周的平均容許接觸濃度。 短時(shí)間接觸容許濃度（permissible concentration-short term exposure limit，PC-STEL）在遵守PC-TWA前提下容許短時(shí)間（15分鐘）接觸的濃度。 容許濃度（maximum allowable concentration，MAC）：在一個(gè)工作地點(diǎn)、每一個(gè)工作日內(nèi)、任何時(shí)間有毒化學(xué)物質(zhì)均不應(yīng)超過的濃度。 GBZ2-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（化學(xué)有害因素）規(guī)定了近339種化學(xué)物質(zhì)的工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)容許濃度（包括：MAC，PC-TWA和STEL) ，這是我國有關(guān)使用有毒有害氣體檢測儀器的選購和報(bào)警設(shè)置依據(jù)。 另一個(gè)重要的概念是“立即威脅生命或健康的濃度"(immediately dangerous to life or health concentration，IDLH) (或稱立即致死量)，這是一個(gè)不能超過的濃度限值。 有毒氣體探測儀器量程的選擇也是在用戶選擇中遇到的一個(gè)問題，事實(shí)上，量程的選擇要根據(jù)儀器的用途和場合決定。對于常見的個(gè)人防護(hù)，就不需要很高的量程范圍。的一種確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)引入了TLV（等同我國的PC：允許濃度）概念，建議選購有毒氣體檢測儀器的量程應(yīng)為TLV數(shù)值的10倍，如CO的TLV為30ppm，所以CO探測器建議30×10＝300ppm。 表3-2 各國車間空氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
*摘自中石化公司安全《石油化工毒物手冊》 有毒有害氣體和蒸氣的檢測方法 實(shí)際工作中，有毒有害氣體已經(jīng)不僅僅是我們經(jīng)常遇到的向一氧化碳、硫化氫、氧氣等等常見的無機(jī)類有毒氣體，還應(yīng)當(dāng)包括越來越得到安全、健康、環(huán)境等部門重視的有機(jī)揮發(fā)性氣體(VOC：Volatile Organic Compounds)的檢測。 同可燃?xì)怏w檢測一樣，在檢測有毒氣體的過程中，我們也可以有多種多樣的氣體檢測技術(shù)可以選擇。同樣，目前還沒有任何一種技術(shù)可以既快速、便宜又很準(zhǔn)確地解決特定的有毒氣體的測定問題，因此我們在選擇合適的有毒氣體檢測方法的時(shí)候，也需要考慮和兼顧到各種各樣的因素。 比色管測量技術(shù) 除了儀器測量以外，比色管技術(shù)可能是目前還在工業(yè)、環(huán)保中使用的有毒有害氣體檢測方式。這種以化學(xué)顯色反應(yīng)為基礎(chǔ)的測量方式的是可以彌補(bǔ)采用儀器檢測時(shí)遇到的沒有合適檢測傳感器的不足。比色管技術(shù)也可以看成是一種實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，它既可以針對寬范圍的有毒物質(zhì)進(jìn)行初步確認(rèn)，也可以針對特定的物質(zhì)進(jìn)行測量。 比色管的在于它們可以對很多污染物提供實(shí)時(shí)的檢測，只要更換新的比色管就可以對于新的污染物進(jìn)行測量。同時(shí)，還可以通過一個(gè)特定的順序?qū)ξ粗衔镞M(jìn)行判定。 比色管缺點(diǎn)是污染物間的交叉干擾。并且它也很難提供一個(gè)隨時(shí)間變化的線性的測量結(jié)果。由于濕度、操作水平等等影響，比色管很難提供一個(gè)較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。它的結(jié)果誤差大概在20-50%之間。同時(shí)，它對污染物的測量是非連續(xù)的，即“點(diǎn)測"。 3.1.1. 半導(dǎo)體傳感器 半導(dǎo)體傳感器是由金屬氧化物（MOS）或稱金屬半導(dǎo)體氧化物材料做成的檢測元件，它可以與氣體相互作用時(shí)產(chǎn)生表面吸附或反應(yīng)，引起以載流子運(yùn)動(dòng)為特征的電導(dǎo)率或伏安特性或表面電位變化。它既可以用于檢測百分比濃度的可燃性氣體，也可以用于檢測ppm級(jí)的有毒氣體。半導(dǎo)體傳感器（比如SnO2構(gòu)成）在清潔空氣中的電導(dǎo)很低，而一旦遇到還原性氣體，比如一氧化碳或可燃性氣體，其電導(dǎo)就會(huì)增加。如果控制傳感元件的溫度，可以對不同的物質(zhì)有一定的選擇性。 半導(dǎo)體傳感器是一個(gè)寬帶檢測裝置，對很多有毒氣體和可燃性氣體都會(huì)有響應(yīng)，這里也包括很難用其它方法檢測的鹵代烴。這種非選擇性在存在未知?dú)怏w的情況下很有用，因?yàn)榇藭r(shí)只要檢測出“有"或者“沒有"就已經(jīng)足夠了。 半導(dǎo)體傳感器對于特定氣體的靈敏度是由數(shù)學(xué)方法決定的，一般的做法是將儀器用一系列的曲線編程，如果待測物質(zhì)性質(zhì)已知，則將檢測儀器的讀數(shù)調(diào)整到合適的響應(yīng)上。 半導(dǎo)體氣體傳感器在一些背景氣體環(huán)境簡單，氣體濃度變化不大的情況下有很好的應(yīng)用，但是，相對于前面所談到的電化學(xué)式傳感器，半導(dǎo)體傳感器的缺點(diǎn)也是非常明顯的，包括：測量線性范圍較窄、干擾較大、對于溫度敏感等等。 電化學(xué)傳感器 電化學(xué)傳感器是目前檢測有毒有害氣體常見和成熟的檢測技術(shù)?，F(xiàn)在見到的傳感器已經(jīng)可以對幾十種的無機(jī)類有毒有害氣體進(jìn)行檢測。電化學(xué)傳感器的特點(diǎn)是體積小、耗電小、線性和重復(fù)性較好、壽命較長。 典型的有毒有害氣體電化學(xué)傳感器一般由下面幾部分構(gòu)成：可以滲過氣體但不滲過液體的擴(kuò)散式隔膜；酸性電解液槽（一般為硫酸或磷酸）；工作電極；對電極；參比電極（兩電極設(shè)計(jì)沒有參比電極）；有些傳感器還包括一個(gè)可以濾除干擾組份的濾膜。 工作電極可以催化一些特殊的反應(yīng)。隨傳感器不同，待測物質(zhì)將在電極上發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，并相對于對電極產(chǎn)生正或負(fù)的電位差。傳感器產(chǎn)生的電流直接同氣體的濃度成正比，并且有很寬的線性測量范圍。 大部分在傳感器工作電極上的反應(yīng)都是氧化反應(yīng)（還原性氣體），小部分是還原反應(yīng)（比如二氧化氮、氯氣和臭氧等），每種反應(yīng)都可以用一個(gè)化學(xué)方程式來表示。 電化學(xué)傳感器的主要缺點(diǎn)是干擾。當(dāng)然在設(shè)計(jì)上，制造廠家會(huì)盡可能排除或減少其它氣體的干擾。比如，有些傳感器使用一個(gè)過濾膜來去除其它物質(zhì)的干擾。 離子化檢測器 目前，市場上可以見到的離子化檢測器分為光離子化檢測器（PID：Photo Ionization Detector)和火焰離子化檢測器(FID：Flame Ionization Detector)，這兩種技術(shù)實(shí)際上都是氣體分析手段——?dú)庀嗌V儀器上的普遍使用的檢測器，將這兩種傳感器單獨(dú)制成儀器，就成為目前解決檢測揮發(fā)性有機(jī)化合物常用的檢測手段。既然是色譜——?dú)怏w分離技術(shù)——的檢測器，那么這兩種檢測器就都表現(xiàn)出了他們的不足——缺乏選擇性。但很多時(shí)候，當(dāng)某種技術(shù)應(yīng)用于某些特殊的環(huán)境時(shí)，缺點(diǎn)就有可能變成一種優(yōu)勢，這也是這兩種“有缺陷"的技術(shù)在某些應(yīng)用：如應(yīng)急事故、危化運(yùn)輸檢測、石化工廠安全檢測中廣泛利用的原因所在。 所有的元素和化合物都可以被離子化，也就是都可以被外來能量“擊碎"成帶有電荷的“小碎片"。但各種化合物的組成不同，它被“擊碎"所需能量也有所不同。所謂的“擊碎"就是用能量把化合物中的電子從其中分離開來，使之成為帶有電荷的離子，這就是化合物的離子化過程。每個(gè)化合物能被離子化的能量稱之為“電離電位"（IP），它以電子伏特（eV）為計(jì)量單位。離子化能源在PID中就是紫外燈，其能量也用（eV）來表示。如果待測氣體的IP低于紫外燈輸出的能量，這種氣體可以被離子化，即可以被檢測。電離電位IP實(shí)際表示的是化合物鍵的強(qiáng)度。用一個(gè)能量源讓中性的氣體分子中的一個(gè)電子脫開分子主體，所形成的帶電粒子被稱為離子。離子化檢測器使用收集盤將離子收集形成的電流同待測污染物的濃度成正比。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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