淺談工業加速器機房內的臭氧排放與監測

黃超 徐媛

（合肥市環境監測中心站，安徽 合肥 230031）

一、工業加速器的定義

帶電粒子在電場當中，會因為電磁力對其施加的作用力，讓其速度變快，從而讓能連得到提高。電場可以通過三種不同的方法產生：分別是靜電場和磁感應場以及交變電磁場。在這三種不同的發電廠加速器中使用帶電粒子的加速原理構建工業加速器。自20世紀30年代以來，它一直在發展，至今已有80多年的發展歷史。因此，當前的工業加速器的種類也越來越多，同樣劃分了很多不同的標準。比如，如果其中使用的加速粒子不一樣，可以分成不同的種類，首先是為電子加速器，其次質子加速器，隨后是重離子加速器和微粒子粒子加速器等。工業加速器在當前工業領域的各個方面都得到了運用，是其中十分重要的一部分。在這些領域所使用的加速器相對來說擁有比較低的加速效果。加速器在這些地區的使用讓其經濟和社會等各個方面都得到了全面的發展。

通常，工業加速器用于各種應用，例如輻射處理，非破壞性測試，離子注入等。使用工業加速器的發動機室在工業發展過程中也起著舉足輕重的作用，其重要性不容小覷。

二、臭氧的定義

臭氧是地球大氣中的微量氣體。它是通過太陽輻射將氧分子分解成氧原子以及氧原子和周圍氧分子的組合而形成的。它含有三個氧原子。大氣中90%以上的臭氧存在于距離地面10-50公里的高層大氣層或平流層中。這是可以對人體保護的大氣臭氧層，還有一些。在地面附近盤旋的臭氧分子仍然對阻擋紫外線有一些影響。然而，一些專家發現，靠近地面的大氣中的臭氧濃度趨于迅速增加。雖然臭氧在保護平流層中的人類和環境方面發揮著重要作用，但如果它在對流層中的濃度增加，它將對人類健康產生不利影響。臭氧會讓人們的視力受到損害，同時還會刺激人們的呼吸道，讓肺功能受到傷害。

臭氧氣體明顯為藍色，液體為深藍色，固體為藍黑色。它的分子結構是三角形的。大氣溫度的條件下，同時處于常壓和大氣壓下的環境當中，較低濃度的臭氧是無色的。當濃度達到15%時，它呈淺藍色，臭氧不溶于液氧，四氯化碳等。它可溶于水，在水中的溶解度高于在0℃下在氧氣中的溶解度（標準大氣壓）。在室內當中，同時處于常規條件之下，臭氧能夠擁有比氧氣在水中高出十三倍的溶解度，同時相比較空氣來說，這個數值超過了二十五倍。但是，臭氧在水中的溶液很容易受到水中雜質的作用。尤其是在水中存在金屬離子的情況之下，很容易讓臭氧在水中轉換成為普通的氧氣，在純凈水當中的分解效率就會比較慢。雖然在水中，但在水中分解自己比在空氣中容易。它的溶解度比氧的溶解度高10倍，但事實上它的溶解度很小，因為它符合亨利定律，其溶解度與系統的分壓和總壓成正比。空氣中的臭氧含量非常低，因此分壓非常低，這將迫使水中的臭氧從水和空氣之間的界面逸出。水中的臭氧濃度始終處于持續下降的狀態。

三、工業加速器所排放的臭氧

在使用加速器進行工業活動的時候，其中的電離輻射會和空氣相互反映，從而讓有害的臭氧和氨氧化物產生，特別是臭氧會破壞人體呼吸系統和神經系統。機房過多采樣也會損壞設備。所以，本次調查主要了解工業加速器在機房當中進行運用的時候，有害氣體臭氧在其中的濃度，能夠幫助進行工作的人員，同時也方便未來對加速器設備進行維護。意義十分重大。因為加速器的機房當中相比較其他的設備而言，環境不利于通風，所以，對加速器運行過程當中室內存在臭氧的濃度，能夠幫助加速器機房當中不同的有害氣體的處理提供一定的依照，另外還能夠幫助我們推導其他使用射線的機房當中的臭氧濃度。

四、研究對象

本人選擇了2019年，第一季度的某轄區之內所正常運行的工業加速器機房進行研究，機房的面積是六十六平方米，加速器的高度是33米，平均每天每個工作人員在機房當中停留三個小時，每個月的工作量是一萬一千照射野。進行檢測的時候，擁有V的照射條件。機房通風方式采用機械通風方式，風機有功率，5.5KV額定風量8800m3/h，進風面積40cm x40cl。根據GB/T18204.27-2000國家標準方法，監測不同時期的臭氧濃度，統計分析工作環境中的臭氧濃度，做出正確判斷。同時，監測工地的通風情況，為綜合分析加速器室內空氣中臭氧濃度提供依據。

五、儀器與方法

（1）儀器。TMP-1500A大氣采樣器（鹽城科博電子儀器有限公司）的額定流量為3升。現場風速監測儀是QF-6數字風速計。采樣器已通過上海計量檢測研究院的強力檢測。

（2）方法。根據GB/T1824.27-2000的國家標準方法，采用吸盤式取樣瓶進行一系列取樣。氣體吸收液為旋藍二磺酸鹽，流速為2L。取樣點位于近員工操作位置15分鐘。采樣時間是工作場所下班后一小時，采樣時間分為上午和下午兩個時段。分別計算平均值和標準偏差并計算兩個循環的采樣節點。執行統計分析以顯示是否存在顯著差異。采用梅花布點法監測風速，分析風速強度。

六、檢測結果

加速器處理室中臭氧濃度的實際監測時間是上午和下午，并且還監測工作場所的風速，如表1所示。

表1 加速器處理室內和下午空氣臭氧監測結果

從表1監測的早晨和下午空氣樣品的平均臭氧濃度非常低，分別為0.02和0.07mg/m3。]這只是國家標準的限值。（0.3/m/m3）6.67%t23.3%，日平均濃度為0.04mg/m3，為國家標準限值的13.3%。利用SPSS軟件測得的上午和下午監測數據的U值分別為0.9和0.05，表明上午和下午加速器處理室臭氧濃度無顯著差異。

表2 加速器處理室內風速監測結果

表2中的風速監測結果表明，上午和下午的平均風速接近0.24m/s和0.26/s之間，并進行了分析。

七、討論

目前的情況調查發現了我們地區工作環境空氣中的臭氧濃度，并初步評估了工作環境中的臭氧濃度及其對人體的危害。也就是說，在高通氣率和常規生產程序的條件下，臭氧濃度非常低。我們地區的監測結果與相關文獻報道的結果基本一致。根據工作場所，工作環境中的臭氧濃度小于0.3mg/m3等級，上午和下午分別收集的空氣樣本，臭氧濃度分別為0.02mg/m3和0.07mg/m3，分別為國家標準限值的66%和22.3%。日平均濃度為0.04mg/m3，為國家標準限值的13.3%。

用SPSS軟件計算，單位值為0.09，P為0.05。表明加速器處理室的臭氧濃度在上午和下午之間沒有顯著差異。同時，推斷出其他輻射裝置工作環境的自然通風條件優于加速器處理室。通風條件下，其他輻射裝置工作環境的空氣質量不會低于加速器處理室的空氣質量。由于工作后1小時臭氧濃度較低，工作前未安排臭氧監測，分析了加速器處理室內風速監測結果。根據職業健康控制風速0.5m/s，考慮加速器治療室的環境因素，我們參考了室內空氣質量標準。風速應小于0.3m/s，并進行了監測。上午和下午的平均風速為0.25米/秒。就風速而言，同一環境中有兩種不同的風力標準，國家標準差異很大。如何找到降低有害物質濃度，滿足工人室內空氣質量標準的方法?該調查似乎找到了一個突破點。