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密闭空间有毒有害气体的危害与检测(二)

2020.7.13
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

可燃气体和蒸气

在密闭空间中遇到的可燃气体和蒸气可能来自几个方面。地下管道间泄漏(电缆管道和城市煤气管道间)、容器内部残存、细菌分解、工作产物等等。常见的可燃气体包括:甲烷、天然气、氢气、挥发性有机化合物等等。

不论是在进入密闭空间时以及在进入工作后,我们都会遇到各种各样的可燃气体和蒸气。当它们的浓度足够时,许多物质的蒸气和气体都变成了可燃性危险气体,如果此时遇到火源并提供一定的能量就会发生燃烧或爆炸。在密闭空间中的火源可能包括:产生热量的工作活动、打火工具、光源、电动工具、电子仪器甚至静电。

发生燃烧或爆炸必须符合四个条件:气体中必须含有适量的氧气、适量的燃气(超过可燃气体的爆炸下限)、火源以及足够的分子能量维持火链反应。这四个条件一般被称为“火四边体”。如果这四个其中的任何一个没有或不足,燃烧就不可能发生,这也就是为什么测量爆炸性气体的时候一定要检测氧气浓度的原因。

有毒气体和蒸气

密闭空间内可能会存在很多的有毒气体,它既可以是在密闭空间内已经存在的,可能是在工作过程中产生的。有时,某些物质的短期突然挥发还会出现一些莫名其妙的物质,因此密闭空间内的有毒气体的种类可能是多种多样的。空气中的有毒物质一般是根据它们对于暴露在现场的工人的生理学影响进行分类。有毒物质可以对人造成两种时间段的症状:急性或慢性。因此必须制订工作场合中各类物质的暴露水平为安全防护提供依据。工人工作时间和有毒气体的存在浓度有一定的关系,超过这些规定的暴露水平就会对工人的人身安全构成极大的威胁。

下面是一些规章和法规所规定的暴露限度:

8小时时间统计加权平均值(TWA),即正常的工作环境允许的有毒气体浓度。

15分钟时间统计加权平均值的短期暴露水平(STEL),工人短期工作所允许的有毒气体浓度。

立即致死量(IDHL),引起工人短时间死亡的有毒气体浓度。

OSHA列出的常见有毒气体的TWA、STEL、IDHL值

毒气 TWA STEL IDLH

氨气(NH3) 25.0ppm 35.0ppm 500 ppm

一氧化碳(CO) 25.0ppm -- 1500 ppm

氯气 (Cl2) 0.5ppm 1.0ppm 30 ppm

氰化氢(HCN) -- 4.7ppm 50 ppm

硫化氢 (H2S) 10.0ppm 15.0 ppm 300 ppm

一氧化氮(NO) 25.0ppm -- 100 ppm

二氧化硫(SO2) 2.0ppm 5.0ppm 100 ppm

挥发性有机化合物(VOC) 10.0ppm 25.0ppm随物质改变

下面给出硫化氢气体的浓度和人体健康的关系:

浓度(ppm) 症状和影响

时间

10 允许暴露浓度

8小时

50-100 轻度眼部和呼吸系统不适 1 小时

100-500 显著眼部呼吸系统不适 1 小时

500-700 无知觉 致死 1/2 - 1小时

>1000 无知觉, 死亡    几分钟之内

如何选择合适的有毒有害气体检测仪:

综上所述,为了保证工人的安全,在进入任何密闭空间之前,都要对其中的气体成分进行检测,并且要在非接触情况下按以下顺序进行检测,首先确保有足够的氧气浓度存在;不存在可燃性气体;有毒气体浓度低于OSHA的暴露限度。在密闭空间内存在的有毒气体包括:硫化氢(H2S)和一氧化碳(CO),也可能存在其他的有毒气体, 比如挥发性有机化合物气体和蒸气(VOC)。

对于各类不同的生产场合和检测要求,选择合适的气体检测仪是每一个从事安全和卫生工作的人员都必须十分注意的。

由于每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。正确估计在工人进入密闭空间时可能遇到的各类危险气体种类,考虑到各种情况。比如,在城市公用设施中,缺氧和可燃气检测是必不可少的,考虑到可能的一氧化碳和硫化氢的存在,至少需要检测四种有毒有害气体;而如果是在工业场合,比如石化、化工行业,还需要考虑到生产过程和工作过程中可能遇到的挥发性有机化合物(如芳香类、卤代烃等)的存在,这些物质即使在浓度很低的情况下,可能没有爆炸的危险,但却会造成工人的急性和慢性中毒,这时就需要对这些物质进行检测,比如使用RAE公司的光离子化检测器(PID)等,而绝对不要使用可燃气检测器应付,因为这可能会导致人员的伤害和死亡。

考虑到实际工作,密闭空间内的气体检测必须在人员进入密闭空间之前进行,而且要在密闭空间外进行非接触检测。此时,就必须选择带有内置采样泵的多气体检测仪。因为密闭空间中不同部位(上、中、下)的气体分布和气体种类有很大的不同。比如:一般意义上的可燃气体的比重较轻,它们大部分分布于密闭空间的上部;而一氧化碳和空气的比重差不多,一般分布于密闭空间的中部;而象硫化氢和挥发性有机化合物(VOC)等较重气体则存在于密闭空间的下部,此时就需要通过吸气泵在外面对空间内的各个阶层进行连续检测。

一个完整的密闭空间气体检测仪应当是一个便携式并具有内置泵吸功能的多气体(复合式)检测仪---这样就可以方便地以非接触、分部位检测不同空间分布的各类危险气体,包括氧气、无机气体和有机气体;同时它还应当具有实时数据采集显示、瞬间声光警报;体积小巧,不影响工人工作等特点,只有这样才能保证进入密闭空间的工作人员的绝对安全。需要注意的是在选择这类检测仪时,最好选择具有单独开关各个传感器功能的仪器,以防止由于一个传感器损害影响其它传感器使用。同时,为了避免由于进水等堵塞吸气泵情况发生,选择具有停泵警报的智能泵设计的仪器也要安全一些。在进行了非接触检测并确认空间安全可以进入后,检测人员可以发放进入许可,允许工人进入密闭空间进行工作,但是,气体检测工作还不能停止,进入其中的工人和外面的守候者一定还要对空间内的气体进行连续的检测。以避免由于泄漏、毒气释放、温度变化等原因发生有毒有害气体浓度的变化造成其中人员的伤害,这个过程要一直持续到工人离开密闭空间为止。

总之,有毒有害气体检测是保证工人进入密闭空间安全的有力措施。我们要根据具体的使用环境场合以及需要的功能,选择合适的气体检测仪。目前,可供我们选择的检测仪包括固定式/便携式、扩散式/泵吸式、单气体/多气体、无机气体/有机气体等等多种多样的组合。只有选择好了合适的气体检测仪器,才能真正做到事半功倍,防患于未然。推荐使用有限空间气体检测箱和化学事故综合检测箱

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