服務安全 實現現場快速檢測

韓 穎

《有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術及應用》針對領域內技術嚴重滯后現狀,綜合開發了擁有自主知識產權的系列產品,系統解決了當前對現場有毒有害/易燃易爆氣體的快速檢測的問題。

“目前,國家職業安全領域每年都有事故發生,比如工廠化學品泄漏、有限空間急性中毒和作業場所急性中毒等。這些緊急事件都需要做出準確快速的響應,而這需要依靠現場快速檢測設備提供的測定數據找到事故原因,制定行之有效的應急救援措施。但目前國內針對有毒有害、易燃易爆氣體現場快速檢測設備相對匱乏,僅限于有限的幾種氣體檢測管和氣體報警儀,而國外相應的現場檢測設備又存在價格昂貴,供貨與運輸時間長等缺點,所以我們在這種緊迫形勢下開展了《有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術及應用》的項目研究。”

簡單的一席話,概括出了《有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術及應用》這一項目提出的背景。這一項目的成功研發,獲中國職業安全健康協會科學技術獎一等獎。為了更加深入的了解這個項目,記者采訪了該項目的主要完成人之一,北京市勞動保護科學研究所趙壽堂研究員。

快速檢測技術的現狀及問題

趙壽堂介紹了我國在有毒有害、易燃易爆氣體現場檢測技術方面的發展過程。

首先在檢測管方面,我國從上世紀50年代末開始研究氣體檢測管,到70年代,氣體檢測管開始應用于工礦企業的安全檢測工作,最初,檢測管常用于煤礦中檢測一氧化碳、二氧化碳、氧氣、硫化氫等氣體濃度;90 年代初,氣體檢測管開始應用于職業安全衛生檢測及事故檢測等領域。到現在能夠生產氣體檢測管的廠家有60多家,但其中絕大部分生產能力較低,產品單一,僅服務于周邊煤礦,能夠具有一定生產規模的廠家不足十家,且絕大部分為手工生產,外觀長短不一,產品質量不穩定。

其次是在電化學傳感器原理的氣體報警儀方面,最早的電化學傳感器可以追溯到20世紀50年代,當時用于氧氣監測。到了20世紀80年代中期,小型電化學傳感器開始用于檢測PEL范圍內的多種不同有毒氣體,比如一氧化碳、硫化氫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等,并顯示出了良好的敏感性與選擇性。目前,為了保護工人的人身安全,各種電化學傳感器氣體報警儀被廣泛應用于職業安全各個領域。

第三,便攜式氣相色譜,國產便攜式檢測儀器受關鍵部件傳感器的制約,使用成本高,標定難度大,品種較少,目前多用于石油化工等生產部門。

北京市勞動保護科學研究所針對國內現場快速檢測設備相對匱乏,國外設備價格昂貴,企業等待時間長的現狀,開展了《有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術及應用》的研究工作。在研究過程中,趙壽堂的研究團隊,也碰到了一些問題。

首先,要做到便攜式氣相色譜的小型化,這就需要技術路線有別于常規氣相色譜,不能選用鋼瓶提供載氣、不能采用空間大的柱箱、光火焰離子化檢測器必須重新設計等技術難題,針對這3個主要難題,在載氣方面,北京市勞動保護科學研究所設計加工了小型氣體發生器,采用小型電解水氫氣發生器產生的氫氣作為載氣和補充氣,產生的氧氣作為助燃氣,氣體可以隨用隨時發生;柱箱方面,設計加工了小型柱箱,采用柱上加熱技術,內置風道,有利于加速柱箱升降溫;檢測器方面設計加工了微型火焰離子化檢測器。

其次,為了在氣體檢測管的研制方面做到檢測管種類多樣化和制作產業化,北京市勞動保護科學研究所在國內首次研發了氣體檢測管自動化先進制作工藝來實現氣體檢測管產業化。選擇新型載體及指示粉制備選擇性不同的多種氣體檢測管。

第三個要解決的難題就是研制氣體標準管,為了解決現場儀器標定的問題,北京市勞動保護科學研究所國內首次采用擴散管動態配制標準氣體/固體吸附管收集方式制備氣體標準管,改變傳統氣瓶儲氣方式,便于攜帶,安全可靠。

最后一個問題是怎樣擴大氣體快速檢測箱的應用范圍,北京市勞動保護科學研究所根據市場需求,將氣體檢測管技術、便攜式檢測儀器技術、個體防護技術等有機結合,針對典型的危險場所和作業環境設計了氣體快速檢測箱,可應用于化學事故應急和有限空間作業。

實現有毒有害易燃易爆氣體現場快速檢測

通過趙壽堂的介紹,記者了解到,《有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術及應用》在一定程度上也填補了國內相關技術的空白。

首先,該項目綜合采用氣相色譜技術、氣體檢測管技術、電化學傳感器技術以及氣體采樣技術形成的有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術,可實現常見無機氣體和有機氣體現場快速定性定量檢測,基本解決了現場定性定量檢測各種有毒有害/易燃易爆氣體技術手段。

其次,該項目實現了氣相色譜/氫火焰離子化檢測技術在現場的快速檢測分析,研制的氫火焰離子化便攜式氣相色譜儀在國際上首次使用自發生氣源。

第三,該項目實現了氣相色譜/光離子化檢測技術在現場的快速檢測分析,研制的光離子化便攜式氣相色譜儀在國內首次使用光離子化原理現場檢測混合氣體中的苯系物。

第四,項目完善了氣體檢測管技術,國內首次開發出無機氣體檢測管和有機氣體檢測管,檢測管品種增加到了18種,可定性定量檢測常見的無機氣體和部分有機氣體。

第五,實現氣體檢測管生產產業化和自動化,建成了國內首條氣體檢測管自動化生產線,擺脫了手工作坊式生產方式,實現了生產的機械化和自動化,極大地提高了產品質量,保證了檢測結果的準確性和一致性。

第六,該項目采用機械恒流與直流調速技術,研制的恒流氣體采樣器在國內首次實現低流量恒流采樣。儀器性能與國外同類產品相當。

第七,該項目在國內首次采用擴散管動態配制標準氣體/固體吸附管收集方式制備氣體標準管,改變傳統氣瓶儲氣方式,便于攜帶,安全可靠,適于校準現場快速檢測儀器。

趙壽堂說:“這一項目的完成,解決了職業安全、職業衛生、事故應急、搶險救援、奧運安保與抗震救災等多個領域的有毒有害/易燃易爆氣體的快速檢測手段問題。防止和杜絕了有毒有害、易燃易爆氣體引起的潛在危害,如硫化氫、氧氣(缺氧)、一氧化碳、可燃氣等氣體。同時有毒有害、易燃易爆氣體現場快速檢測技術應用在這些領域也取得了令人滿意的結果。”

經濟和社會效益雙豐收

有毒有害/易燃易爆氣體現場快速檢測技術對企業的職業安全健康工作有著重大的實際意義,因為其能夠快速、準確的檢測作業場所職業危害因素,使企業管理者和職工對作業場所的職業危害種類和濃度隨時掌握,能夠預防職業危害事故的發生。即使有職業危害事故發生,企業利用有毒有害/易燃易爆氣體快速檢測設備,也能夠快速準確的找到事故發生的根本原因,快速制定切實可行的應急救援措施,減少人員傷害和物力損失。

2008年北京奧運會期間,北京市科學技術研究院將該項目研制的“化學事故氣體應急檢測箱”應用于奧運反恐防化應急偵檢,運用科技的力量為奧運會的順利舉辦做出了貢獻;2003年,北京大紅門肉聯廠發生液氨泄漏事故,為保障居民生活及救援人員安全,需要迅速了解事故污染情況,北京市豐臺區政府和豐臺區環境監測站聘請北京市勞動保護科學研究所檢測現場氨氣濃度,檢測人員利用氣體檢測管技術為救援工作提供了快速準確可靠的數據,為政府和企業及時采取防控措施爭取到了寶貴的時間,最大限度地減少了對周邊環境的污染。

化學事故氣體應急檢測箱被廣泛應用于有限空間作業安全檢測,現場快速檢測氧氣、硫化氫、可燃氣,保護了作業人員安全,遏制了事故發生;氣體檢測管、氣體報警儀和便攜式氣相色譜儀在北京經濟技術開發區職業危害量化調查中的應用也得到了比較滿意的結果。

2008年“5·12”汶川地震,使當地一些化工廠遭到破壞,釋放出大量有毒有害或易燃易爆氣體,造成嚴重的次生災害。北京市科學技術研究院組織有毒有害、易燃易爆氣體快速檢測專家趕赴什邡地震災區現場實施救援,并成立了應急檢測中心。運用有毒有害、易燃易爆氣體快速檢測技術,盡快找到危險源,進行相應的防護和補救,減少災情的進一步擴大。

北京市宣武區環境衛生四隊在日常工作中常會進入地下污水井等有限空間進行作業,存在缺氧窒息或中毒傷害等危險。該隊于2008年4月為下井作業的工人配備了本項目開發的有限空間氣體快速檢測箱。在下井作業前對井下氧氣含量、可燃氣、一氧化碳、硫化氫、苯系物等濃度進行檢測,如果氧氣濃度達標且有毒有害/易燃易爆氣體濃度不超標,才下井作業,從而保證了作業人員的安全,作業過程中也要隨時檢測。經使用表明,該檢測箱使用簡單,操作方便,普通工人即可掌握,極大地方便了環衛工人的工作,避免了工人下井時因井內氧氣不足或有毒有害氣體超標而造成的傷亡。

目前,該成果已經成功應用于重大事故救援、奧運安保、抗震救災等重大活動,且廣泛應用于安全生產、職業衛生等領域。產品銷售額已達8200萬元,取得了良好的社會、經濟效益。

企業在應用該項目時,首要條件便是企業應有專門的部門負責職業安全工作,并配有一定的資金支持,配用相關的有毒有害/易燃易爆氣體快速檢測設備。然后企業對負責職業安全的人員進行專門的職業安全培訓,內容包括企業所涉及的職業危害因素種類、危害、檢測方法和氣體快速檢測設備的使用方法,從而保證職業安全人員能夠正確進行職業危害因素檢測和事故應急。

編輯 韓 穎