有毒有害气体检测报警

有毒有害气体是指有毒并对身体有害的气体。对呼吸道有影响，很容易被吸入和中毒。含有氨、臭氧、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢和光化学烟雾.对有毒气体进行检测报警的仪器是在塑料的容器内装有隔膜、作用电极，对电极和电解液预先通过电压电源向二极间输送氧化电位，当要测定的气体通过隔膜进入传感器时，在作用电极和电解液的界面处发生氧化反应，与要检测气体的浓度相对应的电子到达电极处，扩散电流流向二极。因该扩散电流与气体浓度成比例，通过增幅等电路便可在仪器中检测气体浓度。

有毒有害气体是指有毒并对身体有害的气体，在室温和压力下是气态的或容易蒸发的。它来自工业污染、煤和油的燃烧以及生物材料的侵蚀和分解。它对呼吸道有影响，很容易被吸入和中毒。含有氨、臭氧、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢和光化学烟雾。

1 有影响的气体 -- 指对眼睛和呼吸道粘膜有影响的气体。有影响的气体也是化学工业中会经常遇到的有毒有害气体。具体的有多种有影响气体，最常见的是硫酸二甲酯、二氧化硫、光气、氮氧化物、氨、氟化氢、三氧化硫和氯。

2 窒息气体 -- 指体内可形成缺氧的有毒气体，可分为单纯窒息气体、血液窒息气体和细胞窒息气体，如氮气、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯蒸气、氰化氢、硫化氢等。

“许多工业生产工序都有有影响的气体，例如焊接、电镀、冶炼、化学工业、石油和其他职业。“ 这些对人体有影响性的气体大多都是有腐蚀性的，它们会通过呼吸道进入人体器官而造成急性中毒。

“影响气体对身体的毒性作用的特点之一是它对眼睛、呼吸粘膜和皮肤有不同程度的影响。一般而言，这些影响会造成身体部分器官受损，情况严重时也会全身造成影响。“ 三酸 “蒸气不仅会影响呼吸道粘膜，还会引起皮肤灼伤，长期接触低浓度的酸性雾，还会影响牙齿，引起牙齿酸蚀。

“ 三氧化硫、二氧化硫、氨、氯等水溶性物质，如果遇到较为潮湿的部位易造成损坏效果。人体如果不慎吸入这些气体，它们就会溶入上呼吸道粘膜，从而直接对粘膜造成影响，引起上呼吸道粘膜分泌物增多、水肿、充血，化学性炎症等不良反应，表现为咳嗽、咽喉瘙痒、流鼻涕等症状。

“ 氮氧化物、光气等水溶性物质，在通过上呼吸道粘膜时很少产生水解作用，因此粘膜的作用很微弱，但它可以继续加深支气管和肺泡，逐渐与粘膜上的水分一起发挥作用，对肺部的侵袭和腐蚀有很强的作用，严重时表现为肺水肿。

防止有害气体的关键是杜绝事故，避免运行、运行、滴漏，并对废气进行良好的回收和综合利用。生产过程的主动权、机械化和管道选择主动控制技术，采用主动调理，保持正常运行状态，避免事故发生；提高设备气密性，避免金属设备腐蚀开裂；根据生产过程特点选择合适的通风方式。

“加强个人防护，多接触酸碱等腐蚀性液体毒药，应佩戴防腐蚀防护用具，如聚氯乙烯、橡胶制品、橡胶手套、防护眼镜、防护胶鞋等。“；戴防毒口罩或防护面罩；使用皮肤保护软膏。

加强健康监测，做好前期和定期体检，发现过敏性哮喘、变态反应性皮肤病或皮肤易发湿疹等疾病，如眼睛和鼻子、咽喉、气管等慢性呼吸道疾病、肺结核（包括稳定型）和心脏病患者，不应做接触影响气体的工作。

二氧化硫主要来自石油和煤（含硫矿物燃料）的燃烧产物。在金属矿床的焙烧、羊毛和丝绸的漂白、化学浆和酸的生产中也可发现二氧化硫的排放。“二氧化硫是一种硫酸味强烈、无色的影响气体，能溶于水中，与蒸汽接触的话会产生酸性物质，对呼吸道和眼睛有强烈的腐蚀和影响，可引起严重肺水肿、呼吸麻痹、咽喉支气管炎。

另外，二氧化硫也是一种活性毒药，可在空气中与氧发生化学反应化生成三氧化硫，形成强酸性硫酸烟雾，它对人体的毒性是二氧化硫的 10 倍以上。二氧化硫对人体呼吸器官有强烈的腐蚀作用，导致支气管、喉咙和鼻子发炎。“ 当空气中 So2 浓度达到 0 时。0. 0 0 5％ 时，嗅觉器官能闻到受影响的味觉；0.02％，效果剧烈，当达到 0 时，会引起头痛和喉咙痛。0. 5％ 可引起支气管炎和肺水肿，并可在短时间内形成死亡。我国的二氧化硫SO2的最低安全卫生标准要求为 15 mg/m3。

氧化氨主要来源于燃料的燃烧和化学工业的生产过程、电镀等。NO2 是一种棕色和红色的气体，对呼吸器官有强烈的影响，可引起急性哮喘。实验表明，NO2 能迅速损伤肺细胞，这可能是肺气肿和肺肿瘤的原因之一。当 NO2 浓度为 1~3 ppm 时，可闻到异味，当浓度为 13 ppm 时，对眼睛和鼻子有明显的影响，条件为 16。呼吸 10 Min 可降低肺活量，增加肺气流阻力。

职业性急性光气中毒是生产环境中吸入光气引起的一种全身性疾病，主要由急性呼吸系统损害引起。光气可在光气生产、氯烃高温燃烧、光气、染料、农药、医药等有机成分等方面进行接触。生产环境中的光气浓度介于 20~30 mg/m3 之间时，可造成人员急性中毒，浓度如果达到100~300 mg/m3时，仅仅接触 或吸入10~15 Min 就会造成人员的严重中毒、甚至导致死亡。

临床症状主要表现为窒息、肺水肿、化学性炎症、严重支气管痉挛、呼吸道粘膜影响症状等。急性中毒经过治疗后，一般无明显的后遗症，重症患者可能会留下明显的体征或呼吸道症状。

常见的窒息气体有一氧化碳、硫化氢和氰化物。当它们进入人体后，血液的氧运输能力或安排氧的使用的能力受到阻碍，从而造成缺氧所造成的损害。一是加强通风、密封，普及急救和预防知识，加强宣传教育，严格安全操作规程，从预防上做好定期体检前后健康监测的工作。

一氧化碳是一种无色无味的气体，它可以均匀地分散在空气中，并在水中略有可溶。一般化学性质不明显，但当浓度为 13≤75％ 时，一氧化碳浓度可引起爆破。一氧化碳主要是内燃机、工业炉等设备未完全燃烧的产物，同时它也是气体设备泄漏的主要产物。一氧化碳是有毒的，它与人血红素的亲和力是氧和血红素的 250 倍。人体在吸入含有过量一氧化碳的空气后，一氧化碳会与人体血液中的血红素迅速结合，从而降低人体血红素的吸氧功能，造成血液中细胞缺氧，造成血液中毒和窒息，严重时会导致死亡。当空气中 CO 浓度达到 0 时。4％ 的人在很短的时间内就会失去知觉，如果不及时抢救，他们就会死于中毒。

由于一氧化碳无色无味，可与空气均匀混合，不易发现，必须注意预防。我国一氧化碳CO的最低安全卫生标准要求为 30 mg/m3。

无色可燃气体，有明显的臭鸡蛋味。溶于原油、煤油、汽油、乙醇、水，爆炸极限为：4.3％~46％，燃点246。硫化氢燃烧时，会显示蓝色火焰并产生二氧化硫。当硫化氢与空气混合达到爆炸范围时，会引起剧烈爆炸。

硫化氢是通过硫化铁稀硫酸或盐酸反应或通过氢气与硫蒸气反应制备的。硫化氢很少用于生产，通常用于化学反应过程，如含硫石油开采和提炼、粘胶人造丝、合成橡胶、染料、制革和制糖过程中产生的副产品（可用作分析试剂，也可用作农业消毒剂）；它也可以在含硫有机物质的发酵和腐烂过程中释放出来。本文列出的急性中毒事件大多是后者，硫化氢经常出现在矿井、气井和下水道中。

硫化氢是一种严重的神经毒性物质，可导致窒息。即使是低浓度的硫化氢也会对眼睛和呼吸道产生显著影响。在低浓度时，由于其明显的臭鸡蛋气味，可以被检测到。然而，持续的接触会使嗅觉放松，而高浓度的硫化氢会使嗅觉敏感和麻痹。国家卫生标准为10毫克/立方米。

轻度中毒时，眼睛出现畏光、流泪、刺痛、眼睑痉挛和视力模糊。鼻咽烧灼感、咳嗽、胸闷、恶心、呕吐、沉重感、头晕、头痛可持续数小时、疲劳、腿痛。

中度中毒时，认知混乱，可能会失去知觉几分钟，但没有呼吸困难。在重度中毒中，人们无意识地进入深度晕倒，伴有呼吸困难、气短、面色发青直至呼吸困难缓解、心动过速和阵发性强直性痉挛。许多吸入的硫化氢会立即缺氧，这可能导致“电击样”中毒，造成肺损伤，并导致窒息和死亡。

生产过程中应加强密封、通风和解毒。生产过程应密封，通风设备应在硫化氢可能逸出的地方安全排放，企业应定期进行卫生监督，并应监测生产环境空气中的H2S浓度。作为最后手段进入，当在包含H2S的部分空间操作设备或处理下水道时，应提前进行部分通风和空气净化，并确定H2S浓度。在操作过程中应经常测定H2S浓度，且绝不能通过气味检测到H2S的存在。

在发现H2S的地方应该加强个人保护。工人进入应佩戴氧气呼吸器或带有灰色颜色编码罐的防毒面具，具有强烈责任感的工人必须在室外接受监控。清理水道或污水池时，工人应该戴上化学护目镜。

使用或储存硫化氢的场所应禁止明火和吸烟，电气设备要具有防爆功能。气瓶在运输过程中应固定，并标明“有毒压缩气体”。储存应在一个密封的房间里，避免风、雨和阳光。含硫化氢废气的排放合处理要符合国家的环境保护法。

用于安全目的，对有毒气体进行检测报警的仪器大部分使用定电位电解法传感器。这种传感器对毒性气体检测灵敏度高，由于不同气体电解电位不同，因此对气体选择性好，能用这种检测数十种不同毒性气体。

定电位电解式传感器构造：

构造是在塑料的容器内装有隔膜、作用电极，对电极和电解液预先通过电压电源向二极间输送氧化电位，当要测定的气体通过隔膜进入传感器时，在作用电极和电解液的界面处发生氧化反应，与要检测气体的浓度相对应的电子到达电极处，扩散电流流向二极。因该扩散电流与气体浓度成比例，通过增幅等电路便可在仪器中检测气体浓度。

典型的电化学式监测器组成组件大致包括过滤片、Teflone 或polypropylene半透膜、电解液和电极。当大气中监测目标气体扩散进入半透膜，溶解在电解液中，接触到作用电极(sensing electrode)，在作用电极表面产生化学反应，形成离子与电子等带电物质。带电物质在电解液中由作用电极端扩散至对电极端(counting electrode)。于是形成电路。经由量测电流变化或电位变化即可得知气体浓度

定电位电解式监测器系将两电极(感应电极及辅助电极)浸置在一液状、胶状或饱和多孔性固态电解质中，参考电极在于使对电极保持固定电位，当欲分析的气体溶入电解液内，于作用电极发生氧化或还原反应，同时对电极发生相对应之还原或氧化反应。藉由量度此反应产生之电流，可定量待测气体之浓度。

电解电流与气体浓度间之关系可以下式表示：

下面介绍定电位电解传感器检测一氧化碳、硫化氢等毒性气体的反应原理：

1) 一氧化碳气体

当CO接触到作用电极时发生如下反应：

CO+H2O→CO2+2H++2e-的阳极反应。

另外在空气中和氧接触的对电极发生

1/2 O2+2H++2e-→H2O的阴极反应。

整个反应为  CO＋1/2 O2→CO2

检测CO的氧化反应电流，即可测的CO浓度。

 2）硫化氢气体

当硫化氢气体接触到作用电极时发生如下反应：

H2S+4H2O→ H2SO4+8H++8e-的阳极反应。

另外在空气中和氧接触的对电极发生：

O2+4H++4 e-→ 2H2O

整个反应为   H2S+2O2→ H2SO4

检测硫化氢的氧化反应的电流，可测定硫化氢的浓度。

一般电化学式监测器之电解液为酸或碱性液体，以碱性电解质为例，当酸性气体侵入电解液中，酸碱中和的作用使电解液失去功效。而电解质毒化或中和的速率取决于电解液的种类、半透膜的渗透性与侵入气体之pH值等因素。

热气、气胶、雾滴等的凝结皆可能造成半透膜的阻塞，使得待测气体无法扩散进入感测组件(sensor)，读值偏低。譬如，将监测器由低湿度区域移至高湿度区域，氧气分子扩散的路径将遭受阻碍。但是，重新校正或加强防水保护应可降低此一现象的发生。

 大部分电化学式监测器设计的温度使用范围约在0-60℃之间。限制使用温度的原因主要由于温度对电池或电解液的破坏。在低温的状态下，电解液中电子与离子的扩散速率较低，必须有足够的反应时间监测器才可升到正常的读值。但是，过低的温度，更可能使电解液结冰，完全失去作用。近期的监测器大多于电解液中置入温度传感器，增加温度补偿的功能，但是，快速的温度变化仍可能造成读值的偏差。

电化学式监测器的感测组件外附有一层隔膜，隔膜之目的在将可能干扰的气体去除，且使外界气体能进入感测组件中但又同时可以防止电解液渗出电池。隔膜使用过久后可能发生破损，检查方法是：将感测电池倒置，若边缘有液体渗出，表示感测电池没有密封完全，隔膜必须更换。特别注意电解液具有腐蚀性，应避免接触皮肤。

使用电化学式监测器者应时常检查电解液是否充足。检查方法是：取出感测电池，以光源照射，看液面高度是否介于最高及最低界限之间。电化学式监测器的感测组件外附有一层隔膜，这种半通透式隔膜能让空气中的水分子进出电池，所以无可避免地，电解液的液面高度会受外界环境的湿度影响。为了使电解液时时保持在有效状态，必须定期检查电解液高度，并且在一定期间内更换电解液。