Приборы и методы контроля токсичных веществ

В промышленности применяются три основные группы методов определения концентрации газов и паров в воздухе: лабораторные, экспрессные и автоматические.

Лабораторные (аналитические) методы дают точные результаты, но требуют длительного времени. Лабораторные стационарные газоанализаторы работают по принципу поглощения и сжигания газовых компонентов и служат для анализа многокомпонентных газовых смесей. Так, газоанализатор ВГСЧ-2 (рис. 1) может определить содержание в воздухе СО, СО₂, СН₄, О₂, Н₂, сумму непредельных углеводородов (C_mH_n); газоанализатор ВТИ-2 – СО, О₂, сумму кислотных газов (СО₂, SO₄, H₂S) и сумму непредельных углеводородов (С_mН_n).

Экспрессные методы, выполняемые с помощью переносных газоанализаторов типа ГХ, УГ, ШИ, ОС, ПГФ, ПГА и др., дают менее точные по сравнению с лабораторными, но достаточные для практических целей результаты, позволяют быстро определить содержание вредных веществ в воздухе (рис.2).

Рис. 1. Объемный газоанализатор ВГСЧ-2 для анализа

 многокомпонентных газовых смесей:

1 - термостат, заполненный дистиллированной водой с манометром; 2 - U-образное колено манометра с трехходовым краном; 3 - напорный сосуд; 4 - трехходовой кран; 5 - съемная электропечь; 6 - термометр электропечи; 7 - петля, наполненная окисью меди (служит для сжигания О₂ и СО); 8 - напорный сосуд; 9 - сосуд с платиновой нитью для сжигания метана; 10 - сосуд для поглощения О₂; 11 - сосуд с едким калием для поглощения СО₂; 12 - сосуд с раствором серной кислоты для анализа газа на содержание Н₂ и СО; 13 - сосуд с раствором двухромовокислого калия для поглощения непредельных углеводородов С_mН_n

Автоматические методы обеспечивают автоматичность, непрерывность, необходимую точность результатов анализа. Так, автоматический сигнализационный газоанализатор ФЗАВ-Ш позволяет своевременно определить в воздухе опасные концентрации паров ртути, хлора; сигнализаторы СРК-3M1, ПТФ, СТХ-IV4, ЩИТ-IV4 – довзрывные концентрации горючих газов и паров; СМП-1, СМП-2, СШ-2 – довзрывные концентрации метана в горных выработках. Автоматические сигнализаторы газов и паров широко применяются также в качестве датчиков, предупреждающих опасную ситуацию и включающих в действие различные предохранительные устройства (аварийную вентиляцию, автоматическое пожаротушение и др.).

В настоящее время разработаны и применяются газоанализаторы-сигнализаторы. Индивидуальные однокомпонентные газоанализаторы-сигнализаторы NEОTOX-XL (рис. 3) предназначены для автоматического контроля за содержанием и определением концентраций О₂, СО, Н₂С, SO₂, NО₂, С1₂, NН₃, H₂S или горючих углеводородных газов в воздухе рабочей зоны.

Переносные многокомпонентные газоанализаторы-сигнализаторы MiniGas-XL предназначены для контроля содержания в воздухе от одного до четырёх газов одновременно (возможны комбинации из вышеперечисленных газов, а также СО₂) (рис. 4).

Газоанализатор "Джин-газ" позволяет автоматически контролировать содержание кислорода, оксида углерода, углеводородов в воздухе рабочей зоны.

Диапазон применения современных переносных газоизмерительных приборов очень велик и включает: угольные шахты и туннели, морской, воздушный и наземный транспорт, химическую, нефтехимическую и нефтедобывающую отрасли промышленности, газоснабжение и коммунальное хозяйство, строительство и обслуживание телекоммуникаций. Также приборы способны контролировать содержание трёх, четырёх, а то и пяти газов в воздухе рабочей зоны одновременно.

Почти все газоизмерительные приборы осуществляют непрерывный автоматический контроль и снабжены светозвуковой сигнализацией, которая срабатывает при превышении допустимых концентраций хотя бы одного из контролируемых газов. При этом, если одни приборы только сигнализируют об опасности (газосигнализаторы), то другие (газоанализаторы) – показывают и концентрацию контролируемых газов.

Все переносные газо-измерительные приборы делятся на 2 категории по методу осуществления замеров воздуха при дистанционном контроле.

Согласно первому методу замеры производятся путём протачивания пробы воздуха при помощи насоса и шланга. Этот способ особенно целесообразен в ситуациях, когда необходимо контролировать загазованность в замкнутом пространстве через небольшое отверстие (например, при проверке колодцев через отверстие в люке) (рис. 5). Другой метод, подразумевает непосредственное размещение датчиков, обычно располагающихся в отделяемом модуле, в рабочей зоне. Такой метод использован, например, в газосигнализаторе безопасности Джин-газ и GX-82 N (рис. 6).

Большинство современных газоанализаторов имеют возможность контролировать как мгновенное воздействие токсичных газов, так и кратковременное STEL (в течение 15 мин.) и долговременное TWA (в течение 8 ч). Токсичные газы обладают свойством накапливаться в организме работающего. Концентрация СО или Н₂S совершенно не опасная при мгновенном воздействии, может негативно сказаться на здоровье работающего при воздействии в течение смены. Прибор с функцией STEL/TWA контролирует такое накопительное воздействие токсичных газов. В табл. 4 приведена сравнительная характеристика современных моделей переносных газо-измерительных приборов безопасности.

Таблица 4