有毒有害氣體檢測(cè)儀在勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生方面的應(yīng)用

摘 要：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中有毒有害氣體進(jìn)行檢測(cè)，在我國(guó)已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史。本文通過(guò)分析對(duì)有毒有害氣體的毒性和分類，檢測(cè)有毒有害氣體的原理、檢測(cè)儀器的種類、以及如何選擇有毒有害氣體檢測(cè)儀器，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確真實(shí)有效。從而減少有毒有害氣體對(duì)人的生命造成危害。

關(guān)鍵詞：有毒；檢測(cè)；濃度

中圖分類號(hào)：TD711+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的有毒、有害氣體介紹

在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)財(cái)產(chǎn)與人的健康、生命造成危害的因素大體上可以分為物理、化學(xué)與生物三方面。其中化學(xué)因素的影響危害性最大。而有毒有害氣體又是化學(xué)因素中最普遍、最常見(jiàn)的部分。根據(jù)危害我們將有毒有害氣體分為可燃?xì)怏w與有毒氣體兩大類。有毒氣體又根據(jù)他們對(duì)人體不同的作用機(jī)理分為刺激性氣體、窒息性氣體和急性中毒的有機(jī)氣體三大類。

其中刺激性氣體包括氯氣、光氣、雙光氣、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨氣、臭氧等氣體。刺激性氣體對(duì)機(jī)體作用的特點(diǎn)是對(duì)皮膚、黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用，其中一些同時(shí)具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。窒息性氣體包括一氧化碳、硫化氫、氰氫酸、二氧化碳等氣體。這些化合物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的組織細(xì)胞缺氧狀況各不相同。導(dǎo)致急性中毒的有機(jī)溶劑有正己烷、二氯甲烷等。

2 有毒有害氣體的檢測(cè)原理與分類

氣體檢測(cè)器的關(guān)鍵的部件為傳感器。氣體傳感器從原理可以分為三大類：

2.1 利用物理化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：如半導(dǎo)體、催化燃燒、固體導(dǎo)熱、光離子化等。

2.2 利用物理性質(zhì)的氣體傳感器：如熱導(dǎo)、光干涉、紅外吸收等。

2.3 利用電化學(xué)性質(zhì)的氣體傳感器：電流型、電勢(shì)型等。

下面將結(jié)合有毒有害氣體檢測(cè)常用的幾種檢測(cè)器來(lái)介紹他們的原理。

對(duì)于常見(jiàn)的可燃?xì)釲EL的檢測(cè)，現(xiàn)在一般用催化燃燒檢測(cè)器。它的原理如下，傳感器的核心為一惠通斯電橋，其中一橋臂上有催化劑，當(dāng)與可燃?xì)怏w接觸時(shí)，可燃?xì)怏w在有催化劑的電橋上燃燒，該橋臂的電阻發(fā)生變化，其余橋臂的電阻不變化，從而引起整個(gè)電路的輸出發(fā)生變化，而該變化與可燃?xì)怏w的濃度成比例，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃?xì)怏w的檢測(cè)。對(duì)于有機(jī)氣體毒性的檢測(cè)不能采用該檢測(cè)方法。

對(duì)于常見(jiàn)有毒氣體的檢測(cè)，特別是無(wú)機(jī)毒氣，一般采用專用的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。既定性又定量進(jìn)行檢測(cè)。該類傳感器大多為電化學(xué)傳感器。電化學(xué)傳感器一般為三電極的形式。其中目標(biāo)氣體在工作電極上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的電流通過(guò)對(duì)電極構(gòu)成回路，參比電極為工作電極提供合適的偏值。傳感器通過(guò)參比電極與工作電極的催化劑實(shí)現(xiàn)選擇性反應(yīng)，即定性反應(yīng)。回路產(chǎn)生的電流與氣體的濃度成正比，實(shí)現(xiàn)定量反應(yīng)。而一般的氧氣傳感器為兩電極傳感器，他的檢測(cè)原理與三電極大致相似，只是采用三電極的傳感器的輸出更穩(wěn)定，壽命更長(zhǎng)。

對(duì)于有機(jī)揮發(fā)性氣體毒性的檢測(cè)，以前一般采用檢測(cè)管的方法，但由于檢測(cè)管的種類有限，且精度不高，操作麻煩，所以實(shí)際的應(yīng)用受到影響。目前世界上比較先進(jìn)的檢測(cè)方法為光離子化檢測(cè)方法，它的原理為，通過(guò)一紫外燈將目標(biāo)氣體電離，離子通過(guò)一傳感器收集形成電流，該電流與目標(biāo)氣體的濃度成正比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)揮發(fā)性氣體的定量檢測(cè)，由于是離子級(jí)別的檢測(cè)，所以該方法的分辨率高、響應(yīng)時(shí)間快。該方法的分辨率達(dá)到0.1PPm，最高達(dá)到1PPb。

3 如何選擇有毒有害氣體檢測(cè)儀

3.1 確定所要檢測(cè)氣體種類和濃度范圍

在選擇氣體檢測(cè)儀時(shí)要考慮到所有可能發(fā)生的情況。如果甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多，選擇LEL檢測(cè)儀無(wú)疑是最為合適的。這不僅是因?yàn)長(zhǎng)EL檢測(cè)儀原理簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣，同時(shí)它還具有維修、校準(zhǔn)方便的特點(diǎn)。如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體，就要優(yōu)先選擇一個(gè)特定氣體檢測(cè)儀才能保證工作人員的安全。如果更多的是有機(jī)有毒有害氣體，考慮到其可能引起人員中毒的濃度較低，比如芳香烴、鹵代烴、氨（胺）、醚、醇、酯等等，就應(yīng)當(dāng)選擇光離子化檢測(cè)儀，而絕對(duì)不要使用LEL檢測(cè)器應(yīng)付，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。

如果氣體種類覆蓋了以上幾類氣體，選擇一個(gè)復(fù)合式氣體檢測(cè)儀可能會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

3.2 確定使用場(chǎng)合

工業(yè)環(huán)境的不同，選擇氣體檢測(cè)儀種類也不同。

3.2.1 固定式氣體檢測(cè)儀

這是在工業(yè)裝置上和生產(chǎn)過(guò)程中使用較多的檢測(cè)儀。它可以安裝在特定的檢測(cè)點(diǎn)上對(duì)特定的氣體泄漏進(jìn)行檢測(cè)。固定式檢測(cè)器一般為兩體式，有傳感器和變送組成的檢測(cè)頭為一體安裝在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，有電路、電源和顯示報(bào)警裝置組成的二次儀表為一體安裝在安全場(chǎng)所，便于監(jiān)視。它同樣要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣體的種類和濃度加以選擇，同時(shí)還要注意將它們安裝在特定氣體最可能泄漏的部位，比如要根據(jù)氣體的比重選擇傳感器安裝的最有效的高度等等。

3.2.2 便攜式氣體檢測(cè)儀

由于便攜式儀器操作方便，體積小巧，可以攜帶至不同的生產(chǎn)部位，電化學(xué)檢測(cè)儀采用堿性電池供電，可連續(xù)使用1000小時(shí)；新型LEL檢測(cè)儀、PID和復(fù)合式儀器采用可充電電池（有些已采用無(wú)記憶的鎳氫或鋰離子電池），使得它們一般可以連續(xù)工作近12小時(shí)，所以，作為這類儀器在各類工廠和衛(wèi)生部門的應(yīng)用越來(lái)越廣。

如果是進(jìn)入密閉空間，比如反應(yīng)罐、儲(chǔ)料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下設(shè)施、農(nóng)業(yè)密閉糧倉(cāng)、鐵路罐車、船運(yùn)貨艙、隧道等工作場(chǎng)合，在人員進(jìn)入之前，就必須進(jìn)行檢測(cè)，而且要在密閉空間外進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)，就必須選擇帶有內(nèi)置采樣泵的多氣體檢測(cè)儀。因?yàn)槊荛]空間中不同部位（上、中、下）的氣體分布和氣體種類有很大的不同。一個(gè)完整的密閉空間氣體檢測(cè)儀應(yīng)當(dāng)是一個(gè)：具有內(nèi)置泵吸功能——以便可以非接觸、分部位檢測(cè)；具有多氣體檢測(cè)功能——以檢測(cè)不同空間分布的危險(xiǎn)氣體，包括無(wú)機(jī)氣體和有機(jī)氣體；具有氧檢測(cè)功能——防止缺氧或富氧；體積小巧，不影響人工作的便攜式儀器。只有這樣才能保證進(jìn)入密閉空間的工作人員的絕對(duì)安全。

目前，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，便攜式多氣體（復(fù)合式）檢測(cè)儀也是我們的一個(gè)新的選擇。由于這種檢測(cè)儀可以在一臺(tái)主機(jī)上配備所需的多個(gè)氣體（無(wú)機(jī)/有機(jī)）檢測(cè)傳感器，所以它具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、同時(shí)多氣體濃度顯示的特點(diǎn)。更重要的是，泵吸式復(fù)合式氣體檢測(cè)儀的價(jià)格要比多個(gè)單一擴(kuò)散式氣體檢測(cè)儀便宜一些，使用起來(lái)也更加方便。需要注意的是在選擇這類檢測(cè)儀時(shí)，最好選擇具有單獨(dú)開(kāi)關(guān)各個(gè)傳感器功能的儀器，以防止由于一個(gè)傳感器損害影響其它傳感器使用。

參考文獻(xiàn)

[1]趙軍，羅紹元，孫侃.有毒有害氣體智能檢測(cè)儀.中國(guó)人民解放軍76349部隊(duì)，2011-12-28.

[2]穆晶.有毒有害氣體檢測(cè)儀示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2012-09-30.