Научная статья на тему 'ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ'

ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
89
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГАЗОАНАЛИЗАТОР / ОКСИДЫ АЗОТА / ОЗОН / АРСИН / ФОСФИН

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Бузановский В. А., Булаев А. А.

Представлены результаты теоретического и экспериментального изучения хемилюминесцентного взаимодействия оксида азота, арсина и фосфина с озоном, а также конвертирования диоксида азота и аммиака в оксид азота. Указанные результаты явились основой для создания стационарных газоаналитических устройств, удовлетворяющих требованиям контроля содержания оксидов азота, аммиака, озона, арсина и фосфина в воздухе рабочей зоны.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Бузановский В. А., Булаев А. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

GAS ANALYZERS FOR MONITORING AIR OF WORKPLACE

The authors present results of theoretical and practical studies of cliemiluminescent interactions ol nitrogen oxide, arsin and phosphine with ozone, also of converting nitrogen dioxide and ammonium into nitrogen oxide. 1 hese results served as a base for creation o! stationary gas analy/.ers meeting requirements of nitrogen oxides, ammonium, arsin and phosphine contents in workplace air.

Текст научной работы на тему «ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ»

Т а б л и ц а 3

Динамика экспрессии фенотипических маркеров лимфоцитов у больных ПБА II группы под действием традиционной терапии с ГКС

СD-маркер II группа до лечения, n — 60 После лечения, n — 60 Нормальное значение

% Абс. % Абс. % Абс.

CD3 57,63 ± 1,98 0,64 ± 0,22 62,67 ± 0,81 1,39 ± 0,11 61—81 0,657—2,01

CD4 28,61 ± 0,94 0,31 ± 0,03 27,21 ± 1,76 0,3 ± 0,03 36—55 0,45—1,367

CD« 29,21 ± 1,43 0,3 ± 0,04 13,59 ± 0,55* 0,15 ± 0,01* 17—37 0,205—0,717

CD4/CD8 0,98 0,97 2,00** 1,98** 1,5—2 —

СD20 12,80 ± 0,73 0,42 ± 0,02 9,01 ± 0,58 0,34 ± 0,02 5—25 0,066—0,541

15,50 ± 1,04 — 13,34 ± 0,09* — 6,00—26,00 0,096—0,309

ние или прекращение приступов удушья, улучшение показателей функции внешнего дыхания (ФВД), значительное снижение суточных доз в-агонистов короткого действия (сальбутамол), у 60 % больных отменены КС, в остальных случаях суточная доза КС значительно снижена, увеличились сроки ремиссии с 3,3 до 7,7 мес, уменьшилось число госпитализаций с 2,9 до 0,5 в год.

У больных II группы под действием терапии с ГКС отмечалась менее выраженная клиническая динамика: оставались прежними показатели ФВД, а у некоторых больных наблюдалось ухудшение ФВД. Снижение выраженности приступов удушья не было стабильным, не изменились сроки ремиссии и число госпитализаций.

В ы в о д ы. 1. Сравнительный мониторинг фенотипических маркеров иммуноцитов периферической крови у больных ПБА показал, что под действием фитокомплексов наблюдается патогенетически направленная положительная динамика фенотипических маркеров периферической крови, что сопрово-

ждается позитивным клиническим эффектом. 2. Глюкокортикостероиды оказывают иммунодепрессивное действие, не вызывая стойкого клинического эффекта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кеворков Н.Н., Бахметьев Б.А., Черешнев В.А. // Int. J. on Immunorehabilitation. — 1997. — № 7. — P. 105.

2. Погорелова Е.И., Ульянова Л.В. // 5-й Национальный конгресс по болезням органов дыхания. — М.,

1995. — С. 59.

3. Сулеева Л.К., Панина С.С., Лихолат ЕА. // Int. J. on Immunorehabilitation,. — 1998. — № 8. — P. 35.

4. Holgate S.T., Davies D.E. // Европейский конгресс по астме, науч. труды. — М., 9—12 сент. 2001 г. — Т. 2, № 1. — С. 9.

5. Jarvis D. // Там же. — С. 60.

6. Romagnoli M., Fabbri M.L. // Там же. — С. 55.

7. Yssel H. // Там же. — С. 25.

Поступила 08.09.08

УДК 628.854.3

В.А. Бузановский, А.А. Булаев

газоаналитические устройства для контроля состояния воздуха

рабочей зоны

НПО «Химавтоматика», Москва

Представлены результаты теоретического и экспериментального изучения хемилюминесцент-ного взаимодействия оксида азота, арсина и фосфина с озоном, а также конвертирования диоксида азота и аммиака в оксид азота. Указанные результаты явились основой для создания стационарных газоаналитических устройств, удовлетворяющих требованиям контроля содержания оксидов азота, аммиака, озона, арсина и фосфина в воздухе рабочей зоны.

Ключевые слова: хемилюминесценция, газоанализатор, воздух рабочей зоны, оксиды азота, аммиак, озон, арсин, фосфин.

Buzanovsky V.A., Bulayev A.A. Gas analyzers for monitoring air of workplace. The authors present results of theoretical and practical studies of chemiluminescent interactions of nitrogen oxide, arsin and phosphine with ozone, also of converting nitrogen dioxide and ammonium into nitrogen oxide. These results served as a base for creation of stationary gas analyzers meeting requirements of nitrogen oxides, ammonium, arsin and phosphine contents in workplace air.

Key words: chemiluminescence, gas analyzer, workplace air, nitrogen oxides, ammonium, ozone, arsin, phosphine.

Хемилюминесцентный метод анализа является одним из аналитических методов, позволяющих детектировать концентрации вредных веществ, в частности оксидов азота, аммиака, озона, арсина и фосфина, в воздухе рабочей зоны.

Требования к контролю оксидов азота, аммиака, озона, арсина и фосфина в воздухе рабочей зоны

В соответствии с требованиями национального стандарта [2] границы допускаемой погрешности измерений концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, равных ПДК или более, должны составлять ±25 % от измеряемой величины; а при измерениях ниже ПДК — границы допускаемой абсолютной погрешности измерений должны соответствовать ±0,25 ПДК. Для веществ, ПДК которых менее 1 мг/ м3, допускается увеличивать указанные нормы не более чем в 2 раза. Следует отметить, что приведенные требования распространяются на результаты единичных измерений (при доверительной вероятности 0,95).

Помимо этого, при возможном поступлении в воздух рабочей зоны указанных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК. Для автоматического непрерывного контроля должны использоваться автоматические газоанализаторы и газоаналитические комплексы утвержденных типов, соответствующие требованиям национального стандарта [3].

Хемилюминесцентные газоаналитические устройства для детектирования оксидов азота, аммиака и озона

При освоении хемилюминесцентного метода анализа было проведено теоретическое изучение взаимодействия оксида азота (N0) с озоном. Указанное взаимодействие сопровождается следующими химическими реакциями:

N0 + 03 ^ N02 + 02, N0 + 03 ^ N0^ + 02,

N0^ ^ N02 + квант света,

N0/ + М ^ N02 + М,

где символом 02 обозначены молекулы кислорода, а символом М — молекулы, осуществляющие «тушение» люминесценции молекул диоксида азота, находящихся в возбужденном состоянии (N0^).

Исходя из соответствия реакционной камеры «реактору идеального смешения», разработано математическое описание статической характеристики хемилюминесцентного устройства для детектирования оксида азота. Анализ разработанного математического описания показал, что выходной сигнал устройства пропорционален концентрации оксида азота [4].

Чувствительность устройства монотонно возрастает при увеличении концентрации озона в газовой смеси-реагенте, монотонно снижается при уменьшении объема реакционной камеры и монотонно увеличивается при снижении содержаний инертных компонентов в анализируемой газовой смеси и газовой смеси-реагенте. Вместе с тем чувствительность имеет максимумы при изменении давления в реакционной камере, объемного расхода анализируемой газовой смеси и объемного расхода газовой смеси-реагента [5].

Заметим, что указанные расчеты основывались на разрозненных данных, взятых из различных литературных источников. Вследствие этого полученные результаты были интересны для выявления основных закономерностей хеми-люминесцентного взаимодействия оксида азота с озоном, но не могли использоваться для непосредственного синтеза хемилюминесцентных устройств. В связи со сказанным было проведено экспериментальное изучение названного хе-милюминесцентного взаимодействия (рис. 1).

Согласно рис. 1, а, выходной сигнал хемилю-минесцентного устройства возрастает пропорционально концентрации оксида азота в анализируемой газовой смеси, что полностью соответствует результатам теоретического исследования.

Рис. 1, б отражает зависимость выходного сигнала устройства от объемного расхода анализируемой газовой смеси (при величине расхода

а)

1 1 1 1

- • - экспериментальные данные

**

1 2 3 4 5 6 Концентрация окиси азота, мг/м3

pq о

• - экспериментальные данные

3 _

v

,8 2,1

0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,: Объемный расход анализируемой газовой смеси, м3/с-10"6 Концентрация окиси азота: 1 - 2,43 мг/м3; 2 - 4,5 мг/м3; 3 - 6,75 мг/м3

0

7

20 30 40 50 60 70 80 90

Давление в реакционной камере, кПа Объем реакционной камеры: 1- 0,25 см3; 2 - 3 см3; 3 - 50 см3

Рис. 1. Результаты экспериментального изучения хемилюминесцентного взаимодействия оксида азота с озоном

в)

Л

СО

• - экспериментальные данные

I

1 -

2

3

менее 2Т0"6 м3/с). Пропорциональный характер этой зависимости также согласуется с результатами теоретического исследования.

На рис. 1, в приведены зависимости выходного сигнала устройства от давления в реакционной камере. Тенденция снижения выходного сигнала при увеличении давления в области более 0,5—0,8 кПа, установленная при теоретическом исследовании, наблюдается для всех испытывавшихся реакционных камер. В то же время выходной сигнал устройства уменьшается при увеличении объема камеры, что абсолютно не соответствует результатам теоретического исследования.

Помимо этого, была установлена зависимость выходного сигнала устройства от места и характера ввода анализируемой газовой смеси и газовой смеси-реагента в реакционную камеру, а также отвода из нее продуктов химического взаимодействия. Так, для камеры с объемом 0,25 см3 выходной сигнал имел наибольшую величину, если ввод анализируемой газовой смеси и газовой смеси-реагента осуществлялся через капиллярные каналы с диаметром 1 мм, а отвод продуктов химического взаимодействия проводился через коаксиальный канал. По сравнению с вариантом ввода анализируемой газовой смеси и газовой смеси-реагента через коаксиальный

канал и отводом продуктов реакции через капилляр выходной сигнал хемилюминесцентного устройства возрастал почти в 2 раза.

Все это указывало на несоответствие газодинамического режима испытывавшихся образцов реакционных камер режиму «реактора идеального смешения», что в итоге и вызывало расхождение экспериментальных и теоретических результатов.

Применение хемилюминесцентного взаимодействия оксида азота и озона для определения концентрации диоксида азота требует предварительного преобразования (конвертирования) диоксида в оксид.

Указанное конвертирование может быть основано на разложении диоксида азота при тепловом воздействии 2N02 ^ 2N0 + 02. В качестве материала конвертера могут использоваться нержавеющая сталь, кварц, углеродно-молибденовые материалы, золото. Применение золота вызывает резкое увеличение стоимости устройства, а среди остальных материалов наиболее подходящим является нержавеющая сталь. В данном случае степень превращения диоксида азота в оксид составляет около 90 % при температуре конвертера 700 °С и из-за пологости кривой конвертирования не требуется точная температурная стабилизация (рис. 2, а).

Полученные результаты были использованы при разработке стационарных хемилюми-несцентных газоанализаторов оксидов азота Клен-1, Клен-1-01.02, Клен-1-01.03, Клен-1-02.04 и Клен-1-02.05.

Газоанализатор Клен-1 может быть применен для автоматического непрерывного детектирования оксида азота или суммарного содержания оксидов азота (в пересчете на диоксид) в воздухе рабочей зоны. Этот прибор также может использоваться при мониторинге атмосферного воздуха (табл. 1).

Генератор озона позволяет получать озон непосредственно из воздуха. Названный генератор представляет собой два коаксиально расположенных электрода (длина 250 мм), разделенных диэлектриком (молибденовое стекло толщиной 1 мм) и воздушным зазором (1 мм). На электроды генератора подается импульсное напряжение 30 кВ длительностью 10 мкс. Частота импульсов (500 Гц) определена экспериментально и обеспечивает концентрацию озона в воздушной смеси-реагенте около 0,5 %. Для устранения негативного влияния влажности воздуха на генерацию озона предусмотрен фильтр осушки, содержащий силикагель.

Ликвидация озона, не прореагировавшего в реакционной камере, осуществляется устройством термического разложения, представляющим собой цилиндр, внутри которого находится нагревательный элемент. Температура газовой смеси, проходящей внутри цилиндра, поднимается до 200 °С, что обусловливает разрушение молекул озона. Проверка эффективности работы устройства разложения показала, что выходящая газовая смесь имеет максимальную концентрацию озона менее 0,03 мг/м3 (0,3 ПДК озона).

Спектр люминесценции, возникающей при взаимодействии оксида азота с озоном, расположен в области длин волн от 590 до 3000 нм. В качестве фотоприемника используется фотоумножитель ФЭУ-114, имеющий спектральный диапазон от 250 до 850 нм, высокую светочувствительность (30 А/лм) и низкий уровень собственных шумов (менее 2-10-10 А). Для улучшения характеристик фотоумножитель охлаждается термоэлектрическими холодильниками. Влияние на его сигнал излучения с длинами волн, не соответствующими люминесценции, устраняется светофильтром КС 15, поглощающим излучение с длинами волн ниже 620 нм.

а)

к ° и 00

4J

3

rt о

& 40

ш &

с о л ^ и

& S

О

1 ..... .;..... 1 .............. ;"' i 1 '' ....... ;""

; А ;

1 /

к/ /

; ; ; / / i / 2

.;' 1 -Л--;'

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Температура в конвертере, °С 1 - конвертер из нержавеющей стали 2 - конвертер из кварца

б)

5 о

5 00

К

3

rt о

6 40

ш &

с о л ^ и

& S о

; _;...... ; / / / ; " / ;

;

1 \ ; / / Т"

> Ц/ ; /

;

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Температура в конвертере, °С 1 - конвертер с губчатым никелем 2 - конвертер из нержавеющей стали

Рис. 2. Результаты экспериментального изучения степени превращения NO2 и NH3b NO

Основные метрологические характеристики газоанализатора Клен-1

Т а б л и ц а 1

0

Диапазон измерений, мг/м3 Измеряемая концентрация, мг/м3 Пределы допускаемой основной погрешности измерений

Абсолютной, мг/м3 Относительной, %

0—0,2 0—0,04 ± 0,01 —

0,04—0,2 — ± 25

0—5 0—1 ± 0,25 —

1 - 5 — ± 25

0—10 0—2 ± 0,4 —

2—10 — ± 20

Устройство стабилизации объемных расходов поддерживает давление в реакционной камере на уровне 50 кПа. Применение названного устройства снижает потенциальную чувствительность прибора, но улучшает массовые и габаритные показатели.

Объем реакционной камеры равен 0,25 см3 (рис. 1, в).

Газоанализаторы Клен-1-01.02, Клен-1-01.03 и Клен-1-02.04, Клен-1-02.05 также могут быть использованы для автоматического непрерывного измерения содержания оксидов азота в воздухе рабочей зоны. Основные метрологические характеристики указанных приборов приведены в табл. 2.

Хемилюминесцентное взаимодействие оксида азота и озона может быть использовано и для определения содержания аммиака в воздухе.

Подобно диоксиду азота детектирование аммиака требует его преобразования в оксид азота 4NH3 + 502 ^ 4NO + 6Н20. Материалом конвертера может служить нержавеющая сталь или губчатый никель, покрытый платиной. Хотя 95 % аммиака превращается в оксид азота при более низкой температуре в конвертере с губчатым никелем, стоимость и унификация конструкции обусловливают целесообразность применения для конвертирования аммиака устройства, изготовленного из нержавеющей стали (рис. 2, б).

Представленные результаты позволили создать стационарный газоанализатор Клен-3, предназначенный для автоматического непрерывного определения аммиака или оксида азота (табл. 3).

Разработанные функциональные части рассмотренных хемилюминесцентных газоанали-

Основные

Т а б л и ц а 2

метрологические характеристики газоанализаторов оксидов азота

Наименование прибора Измеряемые компоненты Диапазон измерений, мг/м3 Измеряемая концентрация, мг/м3 Пределы допускаемой основной погрешности измерений

Абсолютной, мг/м3 Относительной, %

Клен-1-01.02 NOx (NO2) 0—1 0—0,2 ± 0,05 —

0,2—1 — ± 25

0—5 0—1 ± 0,25 —

1—5 — ± 25

Клен-1-01.03 0—2 0—0,4 ± 0,1 —

0,4—2 — ± 25

0—10 0—2 ± 0,4 —

2—10 — ± 20

Клен-1-02.04 NO, NOx 0—5 0—1 ± 0,25 —

1—5 — ± 25

Клен-1-02.05 0—10 0—2 ± 0,4 —

2—10 — ± 20

Т а б л и ц а 3

Основные метрологические характеристики газоанализатора Клен-3

Измеряемый компонент Диапазон измерений, мг/м3 Измеряемая концентрация, мг/м3 Пределы допускаемой основной погрешности измерений

Абсолютной, мг/м3 Относительной, %

ыи3 0—100 0—20 ± 4 —

20—100 — ± 20

0—1000 0—100 ± 20 —

100—1000 — ± 20

N0 0—10 0—2 ± 0,4 —

2—10 — ± 20

тических устройств обусловили возможность синтеза стационарного газоанализатора Клен-4, который позволяет проводить автоматическое непрерывное измерение концентрации озона как в воздухе рабочей зоны, так и в атмосферном воздухе (табл. 4).

Отличительной особенностью газоанализатора озона Клен-4 является отсутствие в его составе баллона со сжатым газом (оксидом азота, этиленом и т. п.), использующимся в качестве газовой смеси-реагента. Вместо него применяется генератор оксидов азота, имеющий коаксиальную конструкцию, внутренний стержень которой изготовлен из фторопласта с навитой проволокой, а наружный цилиндр выполнен из нержавеющей стали. К внутреннему и наружному электродам прикладывается импульсное напряжение постоянной амплитуды. В зависимости от величины напряжения генератор позволяет создавать воздушные смеси с содержанием оксидов азота от 0,3 до 0,8 г/м3 (в пересчете на диоксид азота). Погрешность воспроизведения концентрации оксидов азота не превышает 5 %.

При сравнении метрологических характеристик газоанализаторов оксидов азота Клен-1, Клен-1-01.02, Клен-1-01.03, Клен-1-02.04 и Клен-1-02.05, аммиака и оксида азота Клен-3, озона Клен-4 и требований, регламентируемых национальным стандартом [2], нетрудно заметить, что все перечисленные приборы удовлетворяют требованиям названного стандарта в части показателей погрешности измерений.

Требование национального стандарта [2] к обеспечению непрерывного контроля веществ, обладающих остронаправленным механизмом действия (оксиды азота и озон), с сигнализацией о превышении ПДК реализуется путем использования газоанализаторов Клен-1, Клен-1-01.02, Клен-1-01.03, Клен-1-02.04, Клен-1-02.05 и Клен-4 в составе автоматических систем контроля. Отметим, что указанные приборы соответствуют требованиям национального стандарта [3] и зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений.

Хемилюминесцентные газоаналитические устройства для детектирования арсина и фос-фина

При взаимодействии арсина и озона происходит большое количество химических реакций, среди которых только незначительная часть сопровождается люминесценцией. При этом реакция окисления фосфина озоном может рассматриваться как цепная реакция горения [6—8].

Время жизни продуктов химических реакций арсина и фосфина с озоном, находящихся в возбужденном состоянии, достигает нескольких секунд, то есть наблюдается не флуоресценция (характерная для взаимодействия оксида азота и озона), а фосфоресценция.

Недостаточная изученность механизмов взаимодействия арсина и фосфина с озоном обусловила необходимость проведения экспериментальных исследований. Результаты изучения статических характеристик хемилюминесцент-ного устройства при детектировании арсина и фосфина представлены на рис. 3.

Выходные сигналы устройства пропорциональны концентрациям арсина и фосфина в анализируемых газовых смесях (подобно оксиду азота (рис. 1, а)). При этом выходной сигнал при определении арсина (рис. 3, а) приблизительно в 10 раз превышает сигнал, возникающий при детектировании фосфина (рис. 3, б).

Также установлено, что увеличение объема реакционной камеры приводит к росту выходного сигнала устройства как при определении арсина (рис. 3, а), так и при определении фосфина (рис. 3, б). Данное обстоятельство может быть объяснено тем, что с увеличением объема камеры повышается продолжительность пребывания в ней фосфоресцирующих продуктов реакций, вследствие чего усиливается мощность детектируемой люминесценции.

Изучено влияние давления в реакционной камере на величину выходного сигнала хемилю-минесцентного устройства (рис. 4).

Оказалось, что в отличие от взаимодействия оксида азота с озоном в области малого вакуума

Т а б л и ц а 4

Основные метрологические характеристики газоанализатора Клен-4

Диапазон измерений, мг/м3 Измеряемая концентрация, мг/м3 Пределы допускаемой основной погрешности измерений

Абсолютной, мг/м3 Относительной, %

0—0,2 0—0,04 ± 0,008 —

0,04—0,2 — ± 20

0—20 0—0,2 ± 0,04 —

0,2—20 — ± 20

выходной сигнал устройства при детектировании арсина с повышением давления возрастает (рис. 4, а). Объяснением роста сигнала может служить увеличение концентрации фосфоресцирующих продуктов реакции арсина с озоном при несущественном изменении «тушения» фосфоресценции.

В то же время изменение давления в реакционной камере практически не сказывается на величине выходного сигнала при детектировании фосфина (рис. 4, б). Сказанное, по-видимому, обусловлено равным проявлением двух противоположно влиявших процессов — ростом концентрации фосфоресцирующих продуктов взаимодействия фосфина с озоном и усилением «тушения» фосфоресценции.

Полученные результаты использованы при разработке стационарных газоанализаторов Платан-1 и Платан-2. Названные приборы предназначены для автоматического непрерывного измерения содержания арсина и фосфина в воздухе рабочей зоны (табл. 5).

Газоанализаторы Платан-1 и Платан-2 имеют одинаковые структурные схемы.

В данном случае объем реакционной камеры равен 50 см3, а устройство стабилизации объ-

емных расходов поддерживает в ней давление близкое к атмосферному.

Следует отметить, что на лицевых панелях газоанализаторов Платан-1 и Платан-2 установлены устройства, обеспечивающие световую сигнализацию о превышении концентрации арсина (фосфина) 0,5 и 1,5 ПДК. Помимо этого предусмотрена возможность подключения средств внешней звуковой сигнализации.

С целью снижения стоимости оборудования, применяемого для детектирования арсина и фосфина, на основе газоанализаторов Платан-1 и Платан-2 синтезированы хемилюминесцентные устройства Платан-8 и Платан-8-01, содержащие автоматические переключатели на восемь точек измерений.

Сопоставление приведенных метрологических характеристик газоанализаторов Платан-1 и Платан-2 (газоаналитических устройств Платан-8 и Платан-8-01) с требованиями национального стандарта [2] также указывает на их соответствие требованиям названного стандарта в части показателей погрешности измерений. Помимо этого указанные технические устройства соответствуют национальному стандарту [3], зарегистрированы в Государственном

а)

^ 40 о

я

о «

га

-1-1-1-

• - экспериментальные данные

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

I

• ..........•.......• '

Г-'-Т_I_

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Концентрация арсина, мг/м3

0,6 0,7

Объем реакционной камеры: 1 - 0,25 см ; 2 - 50 см

б)

0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Концентрация фосфина, мг/м3 Объем реакционной камеры: 1 - 0,25 см3; 2 - 50 см3

Рис. 3. Результаты экспериментального изучения статических характеристик хемилюминесцентного устройства при

детектировании арсина и фосфина

2

0

а)

§ Л

СО

• - экспериментальные данные

. .

- .-г '

20 30 40 50 60 70 80 Давление в реакционной камере, кПа

концентрация арсина - 0,1 мг/м3 объем реакционной камеры - 50 см3

90

б)

и <4

Ч о о

а ~

3 о И о

• - экспериментальные

данные • •

• 1 1 • • • • • •

20 30 40 50 60 70 80 90 Давление в реакционной камере, кПа концентрация фосфина - 0,2 мг/м3 объем реакционной камеры - 50 см3

Рис. 4. Результаты экспериментального изучения зависимости выходного сигнала хемилюминесцентного устройства от давления в реакционной камере при детектировании арсина и фосфина

Т а б л и ц а 5

Основные метрологические характеристики газоанализаторов Платан-1 и Платан-2

Наименование прибора Измеряемый Диапазон измерений, мг/м3 Измеряемая концентрация, мг/м3 Пределы допускаемой основной погрешности измерений

компонент Абсолютной, мг/м3 Относительной, %

Платан-1 АзН3 0—0,2 0—0,05 ± 0,0125 —

0,05—0,2 — ± 25

Платан-2 РН3 0—0,2 0—0,05 ± 0,0125 —

0,05—0,2 — ± 25

реестре средств измерений, а также оснащены средствами сигнализации о превышении ПДК, что отвечает требованиям стандарта [2] и в части организации контроля вредных веществ с остронаправленным механизмом действия (ар-син, фосфин) в воздухе рабочей зоны.

З а к л ю ч е н и е. Представленные материалы свидетельствуют о потенциальной пригодности рассмотренных хемилюминесцентных газоаналитических устройств для контроля в воздухе рабочей зоны таких вредных веществ, как оксиды азота, аммиак, озон, арсин и фосфин. Вместе с тем, как и большинство средств физико-химических измерений, данные устройства не обладают абсолютной селективностью выполняемых измерений.

Так, озон, являясь сильным окислителем, способен химически взаимодействовать со многими органическими и неорганическими веществами. При этом химические реакции озона с рядом веществ (например, этиленом, оксидом углерода, гидридом селена и др.) сопровождаются люминесцентным излучением. В то же время интенсивность излучения, возникающего при одинаковой концентрации каждого вещества, является различной. В частности, отношение интенсивностей люминесцентного излучения при химическом взаимодействии арсина, фосфина, гидрида сурьмы (SbH3), гидрида олова (SnH3) и гидрида селена (SeH3) с озоном может быть охарактеризовано пропорцией — 1 : Р10-1 : 7,5^10-4 : 7,510-5 : 2,Ь10-5. Помимо этого различаются и спектральные характеристики возникающего люминесцентного излучения, а это позволяет повышать селективность анализа путем уменьшения ширины детектируемого спектрального диапазона, хотя оно и приводит к снижению потенциальной чувствительности (нижнего предела) измерений. Примером такого подхода может служить применение в конструкции газоанали-

заторов Клен-1, Клен-1-01.02, Клен-1-01.03, Клен-1-02.04 и Клен-1-02.05 светофильтра КС 15.

Следует отметить, что перечисленные обстоятельства обусловили выбор Агентством по охране окружающей среды США для мониторинга оксидов азота в атмосферном воздухе (потенциально характеризующемся наличием многочисленных органических и неорганических загрязнителей) именно хеми-люминесцентного метода анализа. Вместе с этим использование хемилюминесцентных газоаналитических устройств (как впрочем и других средств физико-химических измерений) для контроля содержания оксидов азота, аммиака, озона, арсина и фосфина в воздухе рабочей зоны требует определенной осторожности, которая должна сопровождаться предварительным анализом возможной номенклатуры и диапазонов концентраций компонентов воздуха производственных помещений. Только после проведения такого анализа можно осуществлять выбор и применение газоаналитических устройств.

В качестве примеров использования рассмотренных хемилюминесцентных газоаналитических устройств, которое основывалось на анализе потенциальной номенклатуры и диапазонов содержаний веществ в воздухе рабочей зоны, можно привести применение газоанализаторов типа Клен-1 в организациях по разработке и производству компонентов ракетного топлива на базе тетраоксида азота (N2O4), а также применение газоаналитических устройств типа Платан на предприятиях электронной промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГН 2.2.5.1313—03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

2. ГОСТ 12.1.005—88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

3. ГОСТ 13320—81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.

4. Бузановский В.А., Булаев А.А., Кораблев И.В. / / Автоматизация химических производств. — 1989. —

№ 11. — С. 16—24.

5. Бузановский В.А., Булаев АА, Кораблев И.В. // Там же. — 1989. — № 11. — С. 25—30.

6. Карингтон Г., Гарвин Д. Возбужденные частицы в химической кинетике. — М.: Мир, 1973.

7. Кондратьев В.Н. Кинетика химических газовых реакций. — М.: Изд-во АН СССР, 1958.

8. Разумовский С.Р., Зайков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм). —

М.: Наука, 1974.

Поступила 14.02.08

ИНФОРМАЦИЯ

О ЗАСЕДАНИИ ПОДКОМИССИИ № 4 «ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ РИСК И ЗДОРОВЬЕ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ ТРУДОВОГО ПРОЦЕССА» СОВМЕСТНО С ПРОБЛЕМНОЙ КОМИССИЕЙ № 4 «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ РЕПРОДУКТИВНОГО ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ» НАУЧНОГО СОВЕТА МЗ И СР РФ И РАМН № 47 «МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОТАЮЩИХ»,

СОСТОЯВШЕМСЯ 13—14 МАЯ 2008 г.

В соответствии с планом работ Научного совета МЗ и СР РФ и РАМН №47 «Медико-экологические проблемы здоровья работающих», а также в рамках реализации программы «Здоровье работающего населения России на 2005 — 2015 гг.» 13 —14 мая 2008 г. на базе государственного образовательного учреждения «Самарский государственный медицинский университет» Росздрава проведено очередное заседание подкомиссии № 4, посвященное рассмотрению проблем по: «Физиолого-эргономическим аспектам социально-гигиенического мониторинга здоровья работающих» и «Научным основам охраны репродуктивного здоровья работников».

В заседании приняли участие 280 человек, в том числе ведущие ученые Российской Федерации, представители научно-исследовательских институтов, медицинских университетов, центров Роспотребнадзора и других организаций, занимающихся проблемами физиологии труда и репродуктивного здоровья работников различных профессий.

В ходе заседания заслушано и обсуждено 10 научных докладов и 7 фиксированных выступлений о деятельности лабораторий, отделов, кафедр различных институтов, университетов, центров Роспотребнадзора и других организаций, занимающихся физиолого-эргономическими проблемами труда и охраны репродуктивного

здоровья трудящихся различных областей экономики:

— Физиолого-эргономические аспекты социально-гигиенического мониторинга работоспособности и здоровья работающих;

— Научно-практические направления гигиенических и физиолого-эргономических исследований в Самарском государственном медицинском университете;

— Медико-экологические проблемы нарушений репродуктивного здоровья населения;

— Региональные аспекты охраны репродуктивного здоровья семьи в Самарской области;

— Физиолого-эргономические аспекты сохранения работоспособности и здоровья плавсостава на объектах морской техники и транспорта;

— Состояние репродуктивного здоровья мужчин при воздействии факторов окружающей среды;

— Организация психофизиологического мониторинга как основа формирования программы профилактики стресс-обусловленных нарушений здоровья (на примере Нижнекамского нефтеперерабатывающего завода);

— Состояние соматического и репродуктивного здоровья женщин-работниц в основных отраслях экономики Республики Башкортостан;

— Научное обеспечение психофизиологических проблем безопасности движения на железнодорожном транспорте;

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.