韓 穎

《有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》針對(duì)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)嚴(yán)重滯后現(xiàn)狀,綜合開發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列產(chǎn)品,系統(tǒng)解決了當(dāng)前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有毒有害/易燃易爆氣體的快速檢測(cè)的問題。

“目前,國(guó)家職業(yè)安全領(lǐng)域每年都有事故發(fā)生,比如工廠化學(xué)品泄漏、有限空間急性中毒和作業(yè)場(chǎng)所急性中毒等。這些緊急事件都需要做出準(zhǔn)確快速的響應(yīng),而這需要依靠現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備提供的測(cè)定數(shù)據(jù)找到事故原因,制定行之有效的應(yīng)急救援措施。但目前國(guó)內(nèi)針對(duì)有毒有害、易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備相對(duì)匱乏,僅限于有限的幾種氣體檢測(cè)管和氣體報(bào)警儀,而國(guó)外相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備又存在價(jià)格昂貴,供貨與運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn),所以我們?cè)谶@種緊迫形勢(shì)下開展了《有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》的項(xiàng)目研究。”

簡(jiǎn)單的一席話,概括出了《有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》這一項(xiàng)目提出的背景。這一項(xiàng)目的成功研發(fā),獲中國(guó)職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。為了更加深入的了解這個(gè)項(xiàng)目,記者采訪了該項(xiàng)目的主要完成人之一,北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所趙壽堂研究員。

快速檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及問題

趙壽堂介紹了我國(guó)在有毒有害、易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)方面的發(fā)展過程。

首先在檢測(cè)管方面,我國(guó)從上世紀(jì)50年代末開始研究氣體檢測(cè)管,到70年代,氣體檢測(cè)管開始應(yīng)用于工礦企業(yè)的安全檢測(cè)工作,最初,檢測(cè)管常用于煤礦中檢測(cè)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(cè)管開始應(yīng)用于職業(yè)安全衛(wèi)生檢測(cè)及事故檢測(cè)等領(lǐng)域。到現(xiàn)在能夠生產(chǎn)氣體檢測(cè)管的廠家有60多家,但其中絕大部分生產(chǎn)能力較低,產(chǎn)品單一,僅服務(wù)于周邊煤礦,能夠具有一定生產(chǎn)規(guī)模的廠家不足十家,且絕大部分為手工生產(chǎn),外觀長(zhǎng)短不一,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

其次是在電化學(xué)傳感器原理的氣體報(bào)警儀方面,最早的電化學(xué)傳感器可以追溯到20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)用于氧氣監(jiān)測(cè)。到了20世紀(jì)80年代中期,小型電化學(xué)傳感器開始用于檢測(cè)PEL范圍內(nèi)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(hù)工人的人身安全,各種電化學(xué)傳感器氣體報(bào)警儀被廣泛應(yīng)用于職業(yè)安全各個(gè)領(lǐng)域。

第三,便攜式氣相色譜,國(guó)產(chǎn)便攜式檢測(cè)儀器受關(guān)鍵部件傳感器的制約,使用成本高,標(biāo)定難度大,品種較少,目前多用于石油化工等生產(chǎn)部門。

北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備相對(duì)匱乏,國(guó)外設(shè)備價(jià)格昂貴,企業(yè)等待時(shí)間長(zhǎng)的現(xiàn)狀,開展了《有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》的研究工作。在研究過程中,趙壽堂的研究團(tuán)隊(duì),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(shù)路線有別于常規(guī)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(cè)器必須重新設(shè)計(jì)等技術(shù)難題,針對(duì)這3個(gè)主要難題,在載氣方面,北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所設(shè)計(jì)加工了小型氣體發(fā)生器,采用小型電解水氫氣發(fā)生器產(chǎn)生的氫氣作為載氣和補(bǔ)充氣,產(chǎn)生的氧氣作為助燃?xì)?氣體可以隨用隨時(shí)發(fā)生;柱箱方面,設(shè)計(jì)加工了小型柱箱,采用柱上加熱技術(shù),內(nèi)置風(fēng)道,有利于加速柱箱升降溫;檢測(cè)器方面設(shè)計(jì)加工了微型火焰離子化檢測(cè)器。

其次,為了在氣體檢測(cè)管的研制方面做到檢測(cè)管種類多樣化和制作產(chǎn)業(yè)化,北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所在國(guó)內(nèi)首次研發(fā)了氣體檢測(cè)管自動(dòng)化先進(jìn)制作工藝來實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)管產(chǎn)業(yè)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(cè)管。

第三個(gè)要解決的難題就是研制氣體標(biāo)準(zhǔn)管,為了解決現(xiàn)場(chǎng)儀器標(biāo)定的問題,北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所國(guó)內(nèi)首次采用擴(kuò)散管動(dòng)態(tài)配制標(biāo)準(zhǔn)氣體/固體吸附管收集方式制備氣體標(biāo)準(zhǔn)管,改變傳統(tǒng)氣瓶?jī)?chǔ)氣方式,便于攜帶,安全可靠。

最后一個(gè)問題是怎樣擴(kuò)大氣體快速檢測(cè)箱的應(yīng)用范圍,北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所根據(jù)市場(chǎng)需求,將氣體檢測(cè)管技術(shù)、便攜式檢測(cè)儀器技術(shù)、個(gè)體防護(hù)技術(shù)等有機(jī)結(jié)合,針對(duì)典型的危險(xiǎn)場(chǎng)所和作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)了氣體快速檢測(cè)箱,可應(yīng)用于化學(xué)事故應(yīng)急和有限空間作業(yè)。

實(shí)現(xiàn)有毒有害易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)

通過趙壽堂的介紹,記者了解到,《有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》在一定程度上也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的空白。

首先,該項(xiàng)目綜合采用氣相色譜技術(shù)、氣體檢測(cè)管技術(shù)、電化學(xué)傳感器技術(shù)以及氣體采樣技術(shù)形成的有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)常見無機(jī)氣體和有機(jī)氣體現(xiàn)場(chǎng)快速定性定量檢測(cè),基本解決了現(xiàn)場(chǎng)定性定量檢測(cè)各種有毒有害/易燃易爆氣體技術(shù)手段。

其次,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了氣相色譜/氫火焰離子化檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)分析,研制的氫火焰離子化便攜式氣相色譜儀在國(guó)際上首次使用自發(fā)生氣源。

第三,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了氣相色譜/光離子化檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)分析,研制的光離子化便攜式氣相色譜儀在國(guó)內(nèi)首次使用光離子化原理現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混合氣體中的苯系物。

第四,項(xiàng)目完善了氣體檢測(cè)管技術(shù),國(guó)內(nèi)首次開發(fā)出無機(jī)氣體檢測(cè)管和有機(jī)氣體檢測(cè)管,檢測(cè)管品種增加到了18種,可定性定量檢測(cè)常見的無機(jī)氣體和部分有機(jī)氣體。

第五,實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)管生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化和自動(dòng)化,建成了國(guó)內(nèi)首條氣體檢測(cè)管自動(dòng)化生產(chǎn)線,擺脫了手工作坊式生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化,極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量,保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。

第六,該項(xiàng)目采用機(jī)械恒流與直流調(diào)速技術(shù),研制的恒流氣體采樣器在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)低流量恒流采樣。儀器性能與國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)。

第七,該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次采用擴(kuò)散管動(dòng)態(tài)配制標(biāo)準(zhǔn)氣體/固體吸附管收集方式制備氣體標(biāo)準(zhǔn)管,改變傳統(tǒng)氣瓶?jī)?chǔ)氣方式,便于攜帶,安全可靠,適于校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀器。

趙壽堂說:“這一項(xiàng)目的完成,解決了職業(yè)安全、職業(yè)衛(wèi)生、事故應(yīng)急、搶險(xiǎn)救援、奧運(yùn)安保與抗震救災(zāi)等多個(gè)領(lǐng)域的有毒有害/易燃易爆氣體的快速檢測(cè)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?xì)獾葰怏w。同時(shí)有毒有害、易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在這些領(lǐng)域也取得了令人滿意的結(jié)果?！?/p>

經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益雙豐收

有毒有害/易燃易爆氣體現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)對(duì)企業(yè)的職業(yè)安全健康工作有著重大的實(shí)際意義,因?yàn)槠淠軌蚩焖?、?zhǔn)確的檢測(cè)作業(yè)場(chǎng)所職業(yè)危害因素,使企業(yè)管理者和職工對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的職業(yè)危害種類和濃度隨時(shí)掌握,能夠預(yù)防職業(yè)危害事故的發(fā)生。即使有職業(yè)危害事故發(fā)生,企業(yè)利用有毒有害/易燃易爆氣體快速檢測(cè)設(shè)備,也能夠快速準(zhǔn)確的找到事故發(fā)生的根本原因,快速制定切實(shí)可行的應(yīng)急救援措施,減少人員傷害和物力損失。

2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間,北京市科學(xué)技術(shù)研究院將該項(xiàng)目研制的“化學(xué)事故氣體應(yīng)急檢測(cè)箱”應(yīng)用于奧運(yùn)反恐防化應(yīng)急偵檢,運(yùn)用科技的力量為奧運(yùn)會(huì)的順利舉辦做出了貢獻(xiàn);2003年,北京大紅門肉聯(lián)廠發(fā)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(tái)區(qū)政府和豐臺(tái)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站聘請(qǐng)北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)氨氣濃度,檢測(cè)人員利用氣體檢測(cè)管技術(shù)為救援工作提供了快速準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù),為政府和企業(yè)及時(shí)采取防控措施爭(zhēng)取到了寶貴的時(shí)間,最大限度地減少了對(duì)周邊環(huán)境的污染。

化學(xué)事故氣體應(yīng)急檢測(cè)箱被廣泛應(yīng)用于有限空間作業(yè)安全檢測(cè),現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)氧氣、硫化氫、可燃?xì)?保護(hù)了作業(yè)人員安全,遏制了事故發(fā)生;氣體檢測(cè)管、氣體報(bào)警儀和便攜式氣相色譜儀在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)職業(yè)危害量化調(diào)查中的應(yīng)用也得到了比較滿意的結(jié)果。

2008年“5·12”汶川地震,使當(dāng)?shù)匾恍┗S遭到破壞,釋放出大量有毒有害或易燃易爆氣體,造成嚴(yán)重的次生災(zāi)害。北京市科學(xué)技術(shù)研究院組織有毒有害、易燃易爆氣體快速檢測(cè)專家趕赴什邡地震災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施救援,并成立了應(yīng)急檢測(cè)中心。運(yùn)用有毒有害、易燃易爆氣體快速檢測(cè)技術(shù),盡快找到危險(xiǎn)源,進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)和補(bǔ)救,減少災(zāi)情的進(jìn)一步擴(kuò)大。

北京市宣武區(qū)環(huán)境衛(wèi)生四隊(duì)在日常工作中常會(huì)進(jìn)入地下污水井等有限空間進(jìn)行作業(yè),存在缺氧窒息或中毒傷害等危險(xiǎn)。該隊(duì)于2008年4月為下井作業(yè)的工人配備了本項(xiàng)目開發(fā)的有限空間氣體快速檢測(cè)箱。在下井作業(yè)前對(duì)井下氧氣含量、可燃?xì)?、一氧化碳、硫化氫、苯系物等濃度進(jìn)行檢測(cè),如果氧氣濃度達(dá)標(biāo)且有毒有害/易燃易爆氣體濃度不超標(biāo),才下井作業(yè),從而保證了作業(yè)人員的安全,作業(yè)過程中也要隨時(shí)檢測(cè)。經(jīng)使用表明,該檢測(cè)箱使用簡(jiǎn)單,操作方便,普通工人即可掌握,極大地方便了環(huán)衛(wèi)工人的工作,避免了工人下井時(shí)因井內(nèi)氧氣不足或有毒有害氣體超標(biāo)而造成的傷亡。

目前,該成果已經(jīng)成功應(yīng)用于重大事故救援、奧運(yùn)安保、抗震救災(zāi)等重大活動(dòng),且廣泛應(yīng)用于安全生產(chǎn)、職業(yè)衛(wèi)生等領(lǐng)域。產(chǎn)品銷售額已達(dá)8200萬元,取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

企業(yè)在應(yīng)用該項(xiàng)目時(shí),首要條件便是企業(yè)應(yīng)有專門的部門負(fù)責(zé)職業(yè)安全工作,并配有一定的資金支持,配用相關(guān)的有毒有害/易燃易爆氣體快速檢測(cè)設(shè)備。然后企業(yè)對(duì)負(fù)責(zé)職業(yè)安全的人員進(jìn)行專門的職業(yè)安全培訓(xùn),內(nèi)容包括企業(yè)所涉及的職業(yè)危害因素種類、危害、檢測(cè)方法和氣體快速檢測(cè)設(shè)備的使用方法,從而保證職業(yè)安全人員能夠正確進(jìn)行職業(yè)危害因素檢測(cè)和事故應(yīng)急。

編輯 韓 穎