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光离子化检测仪检测挥发性有机化合物

发布日期:2015-11-26 来源:风云测控 浏览次数:
光离子化检测仪检测挥发性有机化合物

  目前尽管我国的职业病防治管理和技术在不断的完善和提高,但是由于整体经济发展水平的限制,职业病和职业疾患仍然成为影响劳动者健康、失去工作能力、患上慢性疾病等等的主要问题,而对受害职工的治疗、康复也使用人单位和劳动者背上沉重的经济和精神负担。

    近年由于有毒化学品、粉尘、放射性等因素导致的工人死亡、致残、患病的人数不断增加,河北白沟5名女工因苯中毒导致死亡已经引起国家有关部门的高度重视。所以,加强对工作环境中各类有毒有害物质的检测和治理将成为各级劳动保护部门日常工作的重要内容。

    据统计,在引起急性中毒的化学毒物有40余种,苯、硫化氢、一氧化碳引起的职业中毒居前三位。另外,正己烷、三氯甲烷、三氯乙烯、硝基苯等等新的中毒现象也在不断出现。同时,我们还必须了解到这类化学物质有着极强的致癌作用,对于职工可能造成终身危害!

    加强职业病防治工作,预防是关键,检测是根本。要使我们的每一位安全监督、职业病防治人员了解有毒有害物质的来源、发展趋势和危害,选择合适的检测手段可以起到事半功倍的效果。

    事实上,目前检测工作环境中的有毒物质,特别是有毒有害气体的仪器在技术上日臻成熟。这其中就有适合于工作车间日常检测的各种各样的便携/固定式、单一/复合式的有毒有害气体检测仪。

    有毒有害气体按大类可以分为:可燃气、无机毒气、有机挥发性化合物等等,氧气在工作环境中一般不会有太大的变化,但在密闭空间等部位由于其他气体的替换,也可能发生不足的现象,所以氧气也是有害气体检测的一部分。鉴于可燃气检测的技术已是家喻户晓,所以本文将集中介绍有毒气体,特别是危害更大的挥发性有机化合物的检测。

    挥发性有机化合物(简称VOC)存在于现代工业的各个方面。白沟事件就是一个很好的例子。另外,像喷漆、涂胶、化工、石化、焦化等工业都会有大量的VOC存在。

    有毒有害VOC中最常见的是苯系物、烯烃、脂类、胺类等等,翻开任何一本危险品手册,历历在目都是这类既可致死、又可致残的危险VOC!

  表一、常见VOC的允许值和致死量(ppm)

化合物名称 车间允许值 致死量 备注
5 500 致癌、致死
二甲苯 100 900 可燃、致癌
三氯乙烯 270 1000 可燃、致死
苯乙烯 100 700 呼吸、肝损伤
正己烷 250 1100 灼伤、肺炎
甲酸甲酯 100 1500 易燃、昏迷
二硫化碳 20 500 易燃、肝损伤
丙烯腈 2 85 易燃、致癌
1 50 肾、中枢损伤
羰基镍 0.007 0.20 昏迷、脑出血

可以看出,这些化合物在车间中的允许值都在几百个ppm(10-6)左右,有的甚至在几个pp(10-9)左右,为此我们需要可以准确测量0.1ppm甚至1ppb的便携式VOC监测仪器,才能更快和更准确地及时得到车间中的VOC含量。这也正是本文所要介绍的VOC检测的有力工具--光离子化检测仪所擅长的。

什么是光离子化检测仪?

    光离子化检测仪(Photo Ionization Detector,简称PID)可以准确测量1ppb(10-9)到10000 ppm(10-2)的VOC和其它有毒气体的浓度。PID是一个高度灵敏的宽范围检测器,它可以检测绝大多数的挥发性有机化合物。

PID的工作原理:

    PID使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物电离成可被电极检测到的正负离子(离子化过程)。检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号,电流被放大并显示出"ppm"或"ppb"浓度值。在被检测后,离子重新复合成为原来的气体和蒸气。因此,PID是一种非破坏性检测器,它不会"燃烧"或永久性改变待测气体,经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。

离子化电位

    所有的元素和化合物都可以被离子化,但在所需能量上有所不同,化合物被离子化的能量被称之为"电离电位"(IP),单位是电子伏特(eV),由UV灯发出的能量也以eV为单位。如果待测气体的IP低于灯的输出能量,那么,这种气体就可以被离子化。大多数的VOC的电离电位都低于PID灯的能量,所以大多数的VOC都可以被PID准确检出。

    可以被PID检测的大都是含碳的有机化合物。包括:

    芳香类:含有苯环的系列化合物,比如:苯,甲苯,萘、硝基苯等。
    酮类和醛类:含有C=O键的化合物。比如:丙酮、二甲基酮等等
    氨和胺类:含N的碳氢化合物。比如二甲基胺、乙胺等等
    卤代烃、硫代烃类:二氯乙烯, 三氯乙烯、二硫化碳等
    不饱和烃类:烯烃等等
    醇类:乙醇, 乙硫醇等
    肼类:肼、甲基肼、二甲基肼等 除了有机物,PID还可以测量一些不含碳的无机气体
    氨气、半导体气体:砷、硒等,溴和碘等

    PID不能测量那些物质?

        放射性,空气(N2, O2, CO2, H2O),常见毒气(CO, HCN, SO2),天然气(甲烷、乙烷、丙烷等),酸性气体(HCl, HF, HNO3),氟力昂气体,臭氧,非挥发性气体等等。

        我们在下期的文章中还将介绍有关这些不能被PID检测的无机有毒气体的检测手段。

        目前,市场上可以得到各类PID检测仪,包括个人防护、便携式检测仪器等等。它们共同的特点就是:体积小巧、重量轻(一般小于500克)、响应速度快(一般小于2秒)、泵吸式操作(吸取距离30-60米)、检测种类多(可检测大多数的VOC)、检测范围宽(不同型号的检测范围可以从1ppb一直到10000ppm)、检测数据准确(测量精度优于10%)、实时检测、操作方便可靠同时,很多PID检测仪可以配置数据采集功能,可以按时间顺序记录几万个测量数据,给出一天甚至一年的VOC实时浓度同时间的关系曲线,特别方便于劳动保护部门对测量环境的卫生评价。

        总之,PID是目前测量VOC的最佳仪器,它的非凡特性已广泛应用于世界各地的劳动保护、环境监测、军事防化、安全卫生等各个领域。

        PID的宗旨:保障劳动者终身的安全。


 

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