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一、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zui大。而有毒有害氣體又是化學(xué)因素中zui普遍、zui常見(jiàn)的部分。所以本部分重點(diǎn)介紹有毒有害的氣體知識(shí)。
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。刺激性氣體對(duì)機(jī)體的損傷程度與其在水中的溶解度與作用部位有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，水溶性大的化學(xué)物，如氯氣、氨氣、二氧化硫等對(duì)眼和上呼吸道迅速產(chǎn)生刺激作用，很快出現(xiàn)眼和上呼吸道的刺激癥狀；水溶性較小的化學(xué)物，如光氣、二氧化氮等，對(duì)下呼吸道及肺泡的作用較明顯。刺激性氣體造成的病變的嚴(yán)重程度除化學(xué)物本身的性質(zhì)外，zui重要的是與接觸化學(xué)物的濃度和時(shí)間密切相關(guān)。短期接觸高濃度刺激性氣體，可引起嚴(yán)重急性中毒，而長(zhǎng)期接觸低濃度則可造成慢性損傷。急性刺激性氣體中毒通常先出現(xiàn)眼及上呼吸道刺激癥狀，如眼結(jié)膜充血、流淚、流涕、咽干、咳嗽、胸悶等癥狀，隨后這些癥狀可減輕或消失，經(jīng)過(guò)幾小時(shí)至3天不等的潛伏期后癥狀突然重現(xiàn)，很快加重，嚴(yán)重者可發(fā)生化學(xué)性支氣管肺炎、肺水腫，表現(xiàn)為劇烈咳嗽、咯白色或粉紅色泡沫痰、呼吸困難、發(fā)紺等，可因肺水腫或并發(fā)急性呼吸窘迫癥等導(dǎo)致殘廢。
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)胞缺氧各不相同。一氧化碳進(jìn)入體內(nèi)后主要與紅細(xì)胞的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，以致使紅細(xì)胞失去攜氧能力，從而組織細(xì)胞得不到足夠的氧氣。氰化氫進(jìn)入機(jī)體后，氰離子直接作用于細(xì)胞色素氧化酶，使其失去傳遞電子能力，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞不能攝取和利用氧，引起細(xì)胞內(nèi)窒息。甲烷本身對(duì)機(jī)體無(wú)明顯的毒害，其造成的組織細(xì)胞缺氧，實(shí)際是由于吸入氣中氧濃度降低所致的缺氧性窒息。硫化氫進(jìn)入機(jī)體后的作用是多方面的。硫化氫與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的三價(jià)鐵結(jié)合，抑制細(xì)胞呼吸酶的活性，導(dǎo)致組織細(xì)胞缺氧硫化氫可與谷胱甘肽的巰基結(jié)合，使谷胱甘肽失活，加重了組織細(xì)胞的缺氧另外，高濃度硫化氫通過(guò)對(duì)嗅神經(jīng)、呼吸道黏膜神經(jīng)及頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈體的化學(xué)感受器的強(qiáng)烈刺激，導(dǎo)致呼吸麻痹，甚至猝死。
急性中毒的有機(jī)溶劑有正己烷、二氯甲烷等。上述有機(jī)揮發(fā)性化合物同以上無(wú)機(jī)有毒氣體一樣，也會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，有的致癌，比如苯。由于有機(jī)化合物大多為可燃的物質(zhì)，所以對(duì)于有機(jī)化合物的檢測(cè)以前大多檢測(cè)他的爆炸性，但有機(jī)化合物的zui低爆炸極限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的MAC（空間zui大允許濃度）的值。也就是說(shuō)，對(duì)有機(jī)化合物的毒性進(jìn)行檢測(cè)是必要的，也是必須的。
可燃性氣體的危害主要是氣體燃燒引起爆炸，從而對(duì)財(cái)產(chǎn)與人的生命造成危害。但可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件。一定量的可燃?xì)怏w、足夠的氧氣與點(diǎn)燃的火源。以上三個(gè)條件缺一不可。通常將可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸的氣體濃度稱為zui低爆炸極限，一般用LEL表示。不同的可燃?xì)怏w具有不同的LEL。所以對(duì)于可燃?xì)怏w的檢測(cè)一般檢測(cè)它的LEL。
| 有毒氣體 | TWA（8小時(shí)統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值） | S（15分鐘短期暴露水平） | IDLH（立即致死量）ppm | MAC（空間zui大允許濃度）mg/m3 |
| 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HCH | 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 |
| VOC＊ | 50 | 100 | / | / |
＊：隨氣體種類不同，其TWA、S、IDLH、MAC等值會(huì)有一定的不同。
二、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：
A）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。
B）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。
C）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)。從以上原理可知，通過(guò)該方法檢測(cè)可燃?xì)猓源呋紵秊榛A(chǔ)，所以它的分辨率較低。該方法的分辨率一般為1%LEL，大約為100PPm左右。所以對(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,zui高達(dá)到1PPb.從原理上可以知道,凡能被電離的有機(jī)物就能被儀器進(jìn)行檢測(cè),而不能被電離的物質(zhì)就不能被檢測(cè).由于大多書(shū)常見(jiàn)的無(wú)機(jī)氣體的IE都很高,所以不會(huì)對(duì)檢測(cè)進(jìn)行干擾.而大多數(shù)的有機(jī)氣體都能被電離,所以該檢測(cè)器對(duì)有機(jī)揮發(fā)性氣體來(lái)說(shuō),為寬帶檢測(cè)器.精度高、檢測(cè)范圍寬、響應(yīng)時(shí)間短、易操作等特性決定了該儀器特別適于安全與工業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。
二：室內(nèi)有害氣體
室內(nèi)的有害氣體主要有以下幾種：
l、甲醛：甲醛主要來(lái)自人造木板。甲醛可以致癌，也可能導(dǎo)致胎兒畸形。比如新買(mǎi)的家具往往會(huì)有—股刺鼻辣眼的氣味，這就是甲醛。密度板中的甲醛毒氣有時(shí)三五年都不會(huì)消退。
2、氨氣：室內(nèi)氨氣主要來(lái)源于混凝土防凍劑，這種含有尿素的防凍劑，會(huì)在房屋建成后釋放出大量氨氣。氨對(duì)人體的危害主要是對(duì)呼吸道、眼黏膜及皮膚的損害，出現(xiàn)流淚、頭疼等癥狀。
3、苯系物：如苯、甲苯和二甲苯。它存在于油漆、膠以及各種內(nèi)墻涂料中。由于苯屬芳香烴類，人—時(shí)不易警覺(jué)其毒性。但如果在散發(fā)著苯氣味的密封房間里，人可能在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)頭暈、胸悶、惡心、嘔吐等癥狀，若不及時(shí)脫離現(xiàn)場(chǎng)，便會(huì)導(dǎo)致死亡。另外苯也可致癌，引發(fā)血液病等，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌物質(zhì)。
4、氡：氡存在于建筑水泥、礦磚和裝飾石材以及土壤中。氡會(huì)導(dǎo)致肺癌，是除吸煙外的第二大致肺癌病因。國(guó)外對(duì)氡的放射性危害—直十分重視。
此外還有建筑材料的放射性。經(jīng)檢測(cè)，建筑材料中的天然石材等的放射性主要是鐳、釷、鉀三種放射性元素在衰變中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)。
