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。但過(guò)去由于經(jīng)濟(jì)條件與技術(shù)所限，氣體的檢測(cè)大都出于安全考慮，對(duì)氣體直接造成的危害的考慮大于間接危害的考慮，即主要考慮氣體的爆炸與急性中毒事件。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們不但要求上班后平安的回家，而且還追求退休后能有健康的生活。即人們愈來(lái)愈重視工業(yè)衛(wèi)生方面的問(wèn)題。我國(guó)*也充分意識(shí)到了這一點(diǎn)，不但成立了專門(mén)的*機(jī)構(gòu)，而且還從法律的角度提供了保障，相繼出臺(tái)并實(shí)施的《安全生產(chǎn)法》與《職業(yè)病防治法》體現(xiàn)了這一點(diǎn)。所以對(duì)目前條件下氣體檢測(cè)的技術(shù)與氣體檢測(cè)儀的選擇提出了更高的要求。

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)因素的影響危害性大。而有毒有害氣體又是化學(xué)因素中普遍、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，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)化合物的低爆炸極限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的MAC(空間大允許濃度)的值。也是說(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。

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)?；芈樊a(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。目前上比較*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,高達(dá)到1PPb.從原理上可以知道,凡能被電離的有機(jī)物能被儀器進(jìn)行檢測(cè),而不能被電離的物質(zhì)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。

三、如何選擇有毒有害氣體檢測(cè)儀

在我國(guó)，由于歷史和認(rèn)識(shí)上的原因，我們?cè)谶x用各類檢測(cè)儀時(shí)存在的問(wèn)題還比較多，具體體現(xiàn)在：

(A)對(duì)可燃?xì)怏w的檢測(cè)重于對(duì)有毒氣體的檢測(cè)。

(B)對(duì)可能引起急性中毒氣體的檢測(cè)重于對(duì)可能引起慢性中毒的氣體的檢測(cè)。

對(duì)于各類不同的生產(chǎn)場(chǎng)合和檢測(cè)要求，選擇合適的氣體檢測(cè)儀是每一個(gè)從事安全和生產(chǎn)工作的人員都必須十分注意的。這里，將一些具體情況做一介紹，供大家參考。

1、確定所要檢測(cè)氣體種類和濃度范圍

每一個(gè)部門(mén)所遇到的氣體種類都是不同的，在選擇氣體檢測(cè)儀時(shí)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，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，*應(yīng)當(dāng)選擇光離子化檢測(cè)儀，而不要使用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。

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。

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有效的高度等等。

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(mén)的應(yīng)用越來(lái)越廣。

如果是開(kāi)放的場(chǎng)合，比如敞開(kāi)的工作車間使用這類儀器作為安全報(bào)警，可以使用隨身佩戴的擴(kuò)散式氣體檢測(cè)儀，因?yàn)樗梢赃B續(xù)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地顯示現(xiàn)場(chǎng)的有毒有害氣體的濃度。這類的新型儀器有的還配有振動(dòng)警報(bào)附件――以避免在嘈雜環(huán)境中聽(tīng)不聲音報(bào)警，并安裝計(jì)算機(jī)芯片來(lái)記錄峰值、STEL(15分鐘短期暴露水平)和TWA(8小時(shí)統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值)――為工人健康和安全提供具體的指導(dǎo)。

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，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)，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。比如：一般意義上的可燃?xì)怏w的比重較輕，它們大部分分布于密閉空間的上部;一氧化碳和空氣的比重是差不多，一般分布于密閉空間的中部;而硫化氫等較重氣體則存在于密閉空間的下部。同時(shí)，氧氣濃度也是必須要檢測(cè)的種類之一。另外，如果考慮到罐內(nèi)可能的有機(jī)物質(zhì)的揮發(fā)和泄漏，一個(gè)可以檢測(cè)有機(jī)氣體的檢測(cè)儀也是需要的。因此一個(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安全。

另外，進(jìn)入密閉空間后，還要對(duì)其中的氣體成分進(jìn)行連續(xù)不斷的檢測(cè)，以避免由于人員進(jìn)入、突發(fā)泄漏、溫度等變化引起揮發(fā)性有機(jī)物或其它有毒有害氣體的濃度變化。

如果用于應(yīng)急事故、檢漏和巡視，應(yīng)當(dāng)使用泵吸式、響應(yīng)時(shí)間短、靈敏度和分辨率較高的儀器，這樣可以很容易泄漏點(diǎn)的方位。

在進(jìn)行工業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)和健康調(diào)查的情況時(shí)，具有數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)計(jì)算以及可以聯(lián)接計(jì)算機(jī)等功能的儀器應(yīng)用起來(lái)非常方便。

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)，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。同時(shí)，為了避免由于進(jìn)水等堵塞吸氣泵情況發(fā)生，選擇具有停泵警報(bào)的智能泵設(shè)計(jì)的儀器也要安全一些。