Crowcon - wykrywanie gazu ratuje życie
Szukaj
ARTYKUŁ
Charakterystyka gazów toksycznych

Powstające gazy i opary w wielu okolicznościach mają szkodliwy wpływ na pracowników narażonych na nie poprzez wdychanie, wchłanianie przez skórę lub połknięcie. Wiele substancji toksycznych jest niebezpiecznych dla zdrowia w stężeniach już od 1ppm (parts per million). Biorąc pod uwagę, że 10 000ppm odpowiada 1% objętości dowolnej przestrzeni, widać, że skrajnie niskie stężenie niektórych gazów toksycznych może stanowić zagrożenie dla zdrowia. Jakie są jednak właściwości tych gazów?

Charakterystyka gazów toksycznych:
GAS GĘSTOŚĆ WZGLĘDNA W POWIETRZU WZÓR CHEMICZNY CHARAKTERYSTYKA
Amoniak 0.59 NH3 Amoniak jest jedynym powszechnie występującym gazem alkalicznym. Jego gęstość jest o około połowę mniejsza niż powietrza i ma charakterystyczny zapach. Jego maksymalny bezpieczny poziom to 25ppm, ale jego alkaliczność sprawia, że jest wysoce reaktywny z gazami kwaśnymi i chlorem, a jego obecność w atmosferze zawierającej inne gazy jest często przez to maskowana. Na przykład, jeśli amoniak i chlor są obecne w równych stężeniach, rezultatem jest chmura chlorku amonu i żadnego z tych dwóch gazów.

Amoniak jest łatwopalny, a jego NDS wynosi 15%. Jest on produkowany w ogromnych ilościach na całym świecie w celu uzyskania nawozów, mocznika do żywic, materiałów wybuchowych i włókien takich jak nylon. Jest on również używany jako gaz chłodniczy: jego zastosowanie wzrasta wraz z wycofywaniem się z użycia CFC. Innym zastosowaniem jest utrzymanie sterylności zasobów wodnych po oczyszczeniu chlorem i dwutlenkiem siarki.

 

Arsyna 2.7 ASH3 Arsyna jest bezbarwnym, łatwopalnym i wysoce toksycznym gazem. Ma zapach czosnku lub ryby, który można wykryć przy stężeniu 0,5ppm i wyższym. Ponieważ arsina nie jest drażniąca i nie wywołuje natychmiastowych objawów, osoby narażone na działanie niebezpiecznych poziomów mogą nie być świadome jej obecności. Jest ona zazwyczaj dostarczana w butlach jako skroplony sprężony gaz. Gaz arsynowy powstaje podczas obróbki kwasem metali lub surowych rud zawierających zanieczyszczenia arsenowe. Gaz arsenowy jest również stosowany w przemyśle półprzewodnikowym przy osadzaniu arsenu na mikrochipach.

 

Brom 5.5 Br2 Brom jest używany do produkcji wielu różnych związków stosowanych w przemyśle i rolnictwie. Brom jest również stosowany w produkcji fumigantów, środków ognioodpornych, związków do oczyszczania wody, barwników, leków, środków odkażających, nieorganicznych bromków do fotografii itp. Jest on również stosowany do tworzenia półproduktów w syntezie organicznej, gdzie jest preferowany w stosunku do jodu ze względu na znacznie niższy koszt.

Brom jest stosowany do produkcji bromowanego oleju roślinnego, który jest używany jako emulgator w wielu napojach bezalkoholowych o smaku cytrusowym.

Pierwiastkowy brom jest silnie drażniący i w postaci stężonej powoduje powstawanie bolesnych pęcherzy na odsłoniętej skórze, a zwłaszcza na błonach śluzowych. Nawet niskie stężenia oparów bromu (od 10 ppm) mogą wpływać na oddychanie, a wdychanie znacznych ilości bromu może poważnie uszkodzić układ oddechowy.

Dwutlenek węgla 1.53 CO2 Pomimo tego, że wydychamy dwutlenek węgla i że jest on obecny w atmosferze w ilości około 400ppm, jego maksymalny bezpieczny poziom to 5000ppm (0,5%). Jest on wytwarzany podczas spalania oraz w browarnictwie, destylacji i innych procesach fermentacyjnych, a także jest jednym z głównych składników, obok metanu, gazu wysypiskowego i gazu fermentacyjnego z oczyszczalni ścieków. CO2 stanowi istotne zagrożenie w przemyśle browarniczym, zwłaszcza że gaz ten jest cięższy od powietrza i gromadzi się na niskich poziomach. Pewien stopień zagrożenia występuje w zatłoczonych, źle wentylowanych miejscach, a problem ten jest często pogłębiany przez niedobór tlenu. CO2 jest również stosowany do zwiększenia wzrostu roślin poprzez podniesienie normalnego poziomu w szklarniach itp.

Jest bezwonny, bezbarwny i trudny do zmierzenia na poziomie ppm. Zwykle stosowaną techniką wykrywania jest absorpcja w podczerwieni.

Tlenek węgla 0.97 CO Tlenek węglaBezwonny i bezbarwny, jest najobficiej występującym gazem toksycznym. Ma podobną gęstość do powietrza, łatwo się miesza i jest łatwo wdychany. Jest znanym "cichym zabójcą" w środowisku domowym.

Każdy proces, w którym dochodzi do niekompletnego spalania paliwa węglowego, może powodować powstawanie tlenku węgla. Na przykład: silniki benzynowe i wysokoprężne, kotły węglowe, gazowe i olejowe, a nawet palenie papierosów. Jego obecność w kopalniach jest spowodowana powolnym spalaniem węgla.

 

Jest on również stosowany w ogromnych ilościach jako tani chemiczny środek redukujący, na przykład w produkcji stali i innych procesach rafinacji metali i obróbki cieplnej, a także w produkcji metanolu w reakcji z wodorem.

Chlor 2.5 Cl2 Chlor jest gazem o ostrym zapachu, korozyjnym, zielono-żółtym. Najbardziej znanym zastosowaniem jest oczyszczanie wody w gospodarstwach domowych oraz w basenach. Jest on używany do produkcji związków chlorowanych, takich jak PVC, oraz do wybielania papieru i tkanin. Jest to bardzo ciężki gaz i jest łatwo absorbowany przez większość materiałów.

Zachowanie chloru sprawia, że jest on gazem bardzo trudnym do wykrycia (tak trudnym, że nawet kalibracja wymaga specjalnych technik).

Użycie urządzenia Crowcon do pobierania próbek środowiskowych jest skutecznym sposobem na skuteczne wykrywanie go w magazynach chloru, co minimalizuje liczbę wymaganych detektorów.

 

Dwutlenek chloru 2.3 ClO2 Dwutlenek chloru jest czerwono-żółtym gazem, który jest jednym z kilku znanych tlenków chloru. Może on spontanicznie i wybuchowo rozpadać się na chlor i tlen. Dwutlenek chloru jest używany głównie do bielenia masy drzewnej, ale także do bielenia mąki i dezynfekcji wody.

Dwutlenek chloru jest również stosowany w połączeniu z ozonem do dezynfekcji wody w celu ograniczenia powstawania bromianów, które są regulowanymi czynnikami rakotwórczymi.

Dwutlenek chloru jest używany w wielu przemysłowych zastosowaniach związanych z uzdatnianiem wody jako środek biobójczy, w tym w chłodniach kominowych, wodach procesowych i przetwórstwie żywności. Wdychany gazowy dwutlenek chloru powoduje podrażnienie nosa, gardła i płuc.

 

Diborane 0.96 B2H6 Diborane ma próg zapachu pomiędzy 2 a 4ppm, który jest znacznie wyższy niż granica narażenia 0,1ppm. Długotrwałe narażenie na niskie poziomy, takie jak te, które występują w miejscu pracy, może prowadzić do zmęczenia węchu i tolerancji na drażniące działanie diboranu.

Podobnie jak w przypadku wszystkich gazów toksycznych, zapach nie stanowi odpowiedniego ostrzeżenia przed niebezpiecznym stężeniem.

Diboran jest lżejszy od powietrza i narażenie może powodować podrażnienie skóry, dróg oddechowych i oczu w słabo wentylowanych, zamkniętych lub nisko położonych pomieszczeniach. Diboran jest stosowany w paliwach rakietowych, jako wulkanizator gumy, jako katalizator polimeryzacji węglowodorów, jako akcelerator szybkości płomienia oraz jako środek domieszkujący w produkcji półprzewodników.

Tlenek etylenu (ETO) 1.52 C2H4O Tlenek etylenu jest stosowany jako półprodukt w produkcji glikolu etylenowego, który jest szeroko stosowany jako płyn chłodzący i przeciwzamarzający w przemyśle samochodowym. Stosuje się go również do sterylizacji środków spożywczych i medycznych. Jest to bezbarwny, palny gaz lub ciecz chłodząca o słabo słodkim zapachu. Gazowy tlenek etylenu zabija bakterie, pleśń i grzyby, i może być stosowany do sterylizacji substancji, które zostałyby uszkodzone przez techniki sterylizacji, takie jak pasteryzacja, które opierają się na wysokiej temperaturze. Dodatkowo, tlenek etylenu jest szeroko stosowany do sterylizacji materiałów medycznych, takich jak bandaże, szwy i narzędzia chirurgiczne.

Tlenek etylenu jest toksyczny przy wdychaniu. Objawy nadmiernego narażenia obejmują bóle i zawroty głowy, które wraz ze wzrostem narażenia przechodzą w drgawki, napady drgawkowe i śpiączkę. Wdychanie może spowodować wypełnienie płuc wodą kilka godzin po narażeniu.

Fluor 1.3 F2 Atomic fluor i fluor molekularny są wykorzystywane do trawienia plazmowego w produkcji półprzewodników i płaskich ekranów. Fluor jest dodawany do niektórych zasobów wody miejskiej w proporcji około jednej części na milion, aby zapobiec próchnicy zębów.

Związki fluoru, w tym fluorek sodu, są stosowane w pastach do zębów w celu zapobiegania powstawaniu ubytków. Fluor jest wysoce toksyczny i należy obchodzić się z nim bardzo ostrożnie oraz unikać kontaktu ze skórą i oczami.

Fluor jest silnym utleniaczem, który może spowodować zapalenie się materiałów organicznych, materiałów palnych lub innych materiałów łatwopalnych.

 

Germane 2.65 GeH4 Germane spala się w powietrzu, wytwarzając GeO2 i wody.

German jest stosowany w przemyśle półprzewodnikowym do epitaksjalnego wzrostu germanu metodą MOVPE lub epitaksji z wiązki chemicznej. German jest łatwopalny, toksyczny i jest substancją duszącą.

 

Cyjanowodór 0.94 HCN Cyjanowodór jest dobrze znaną trucizną, która jest bezbarwnym, słodko pachnącym gazem, którego maksymalny bezpieczny poziom w ciągu 15 minut wynosi 10ppm. Główne zastosowanie przemysłowe znajduje w rafinacji złota.

 

Chlorek wodoru 1.3 HCL Chlorek wodoru jest silnie żrącym i toksycznym bezbarwnym gazem, który w kontakcie z wilgocią tworzy białe opary. Opary te składają się z kwasu chlorowodorowego, który tworzy się podczas rozpuszczania chlorowodoru w wodzie. Chlorowodór gazowy, jak również kwas solny są ważne w przemyśle, zwłaszcza farmaceutycznym, półprzewodników, obróbki gumy i bawełny. Jest on również emitowany z pieców do spalania odpadów, w których spalany jest PCW. Wdychanie oparów może powodować kaszel, krztuszenie się, zapalenie nosa, gardła i górnych dróg oddechowych, a w ciężkich przypadkach śmierć.

 

Fluorowodór 0.92 HF Fluorowodór jest stosowany w rafinacji ropy naftowej, szklarstwie, produkcji aluminium, trawieniu tytanu, oczyszczaniu kwarcu i wykańczaniu metali.

Fluorowodór powoduje podrażnienie oczu, nosa i skóry. Wdychanie dużej ilości HF może również uszkodzić płuca, serce i nerki, a ostatecznie może spowodować śmierć. Może również powodować oparzenia oczu i skóry.

 

Siarkowodór 1.2 H2S Siarkowodór jest dobrze znany z powodu przykrego zapachu jaj, który może być wyczuwalny do mniej niż 0,1ppm. Wysokie stężenia (>60ppm) nie mogą być wyczuwalne ze względu na paraliż gruczołów węchowych, a narażenie może prowadzić do natychmiastowego paraliżu. H2S jest nieco cięższy od powietrza, dlatego czujki stacjonarne montuje się zwykle na wysokości od 1 do 1,5 metra od ziemi lub w pobliżu potencjalnych źródeł wycieków.

H2Spowstaje podczas rozkładu materiałów organicznych, wydobywa się wraz z ropą naftową (gdy mówi się, że ropa jest kwaśna) i często znajduje się pod ziemią podczas drążenia tuneli i w kanałach. Jest składnikiem biogazu i występuje w dużych ilościach w oczyszczalniach ścieków, przepompowniach, tłoczniach, kotłowniach i praktycznie wszędzie tam, gdzie oczyszczane są ścieki. Ma pewne zastosowania przemysłowe, a w innych jest wytwarzany jako produkt uboczny (np. przy produkcji włókien).

Merkaptan metylu 1.66 CH3SH Merkaptan jest dodawany do gazu ziemnego (metanu), aby ułatwić jego wykrycie w przypadku wycieku: gaz ziemny w stanie naturalnym jest bezbarwny i bezwonny. Merkaptan zawiera siarkę i ma silny zapach podobny do zgniłej kapusty lub zepsutych jaj. Dzięki dodaniu merkaptanu do gazu ziemnego można łatwo wykryć ewentualne wycieki z kotłów, pieców i podgrzewaczy wody bez konieczności stosowania drogich urządzeń.

Inne zastosowania merkaptanu w przemyśle to paliwo lotnicze, farmaceutyki, dodatki do pasz dla zwierząt gospodarskich, zakłady chemiczne, przemysł tworzyw sztucznych i pestycydy. Jest to naturalna substancja występująca we krwi, mózgu i innych tkankach ludzi i zwierząt. Jest uwalniany z odchodów zwierzęcych. Występuje naturalnie w niektórych produktach spożywczych, takich jak niektóre orzechy i sery. Merkaptan jest mniej żrący i mniej toksyczny niż podobne związki siarki (H2S).

Maksymalne zalecane poziomy ekspozycji w Ameryce Północnej wahają się od 0,5ppm (NIOSH 15 minutowy limit) do 10ppm (OSHA Permissible Exposure Limit).

UK Heath and Safety Executive nie ustaliło wartości granicznej narażenia w miejscu pracy.

Podtlenek azotu

Tlenek azotu

Dwutlenek azotu

1.53

1.04

1.60

N2O,

NIE

NO2

Istnieją trzy tlenki azotu. Podtlenek azotu (lub Laughing Gas) ma wartość LTEL (zgodnie z dokumentem EH40) 100ppm. Nie posiada on wartości STEL. Wdychanie podtlenku azotu może spowodować śmierć, jeżeli wdychana jest niewystarczająca ilość tlenu. Niebezpieczne jest również wdychanie podtlenku azotu pochodzenia przemysłowego, ponieważ zawiera on wiele zanieczyszczeń i nie jest przeznaczony do stosowania u ludzi. Podtlenek azotu jest słabym środkiem znieczulenia ogólnego i z reguły nie jest stosowany samodzielnie w anestezji. Ponieważ jednak wykazuje bardzo niską toksyczność krótkoterminową i jest doskonałym środkiem przeciwbólowym, dlatego mieszanina podtlenku azotu i tlenu w proporcji 50/50 jest powszechnie stosowana podczas porodu, w zabiegach stomatologicznych i w medycynie ratunkowej.

Tlenek az otu (współczesna nazwa tlenek azotu) i dwutlenek azotu są składnikami tzw. NOx, który wraz z dwutlenkiem siarki powoduje kwaśne deszcze. Główną przyczyną obecności tych gazów w atmosferze jest spalanie paliw kopalnych w silnikach pojazdów i elektrowniach. W miejscu wydechu tlenek azotu stanowi około 90% NOx. W otwartej atmosferze reaguje on jednak spontanicznie z tlenem, tworząc dwutlenek azotu. Tlenek azotu jest bezbarwnym gazem, natomiast dwutlenek azotu jest kwaśnym, ostrym w zapachu, brązowym gazem.

 

Ozon 1.6 O3 Ozon jest gazem niestabilnym i jest wytwarzany w miarę potrzeb. Jest on coraz częściej stosowany zamiast chloru do uzdatniania wody. Może być wykrywany elektrochemicznie przy niskich poziomach ppm.

 

Fosgen 3.48 COCL2 Fosgen jest głównym przemysłowym związkiem chemicznym używanym do produkcji tworzyw sztucznych, barwników i pestycydów. Stosowany jest również w przemyśle farmaceutycznym. Fosgen może występować jako gaz bezbarwny lub jako chmura o barwie od białej do jasnożółtej. W niskich stężeniach ma przyjemny zapach świeżo skoszonego siana lub zielonej kukurydzy, ale jego zapach może nie być wyczuwalny przez wszystkie narażone osoby. W wysokich stężeniach zapach może być silny i nieprzyjemny.

Podobnie jak w przypadku wszystkich gazów toksycznych, zapach nie stanowi odpowiedniego ostrzeżenia przed niebezpiecznym stężeniem.

Fosgen jest cięższy od powietrza, więc częściej można go znaleźć na terenach nisko położonych.

Gaz fosgenowy może uszkodzić skórę, oczy, nos, gardło i płuca.

Fosfina 1.2 PH3 Fosfina jest wysoce toksyczny, dlatego też jego dopuszczalna wartość stężenia wynosi tylko 0,3ppm. Gaz fosforowy jest używany do zwalczania szkodników poprzez fumigację. Fosfina jest również używana w przemyśle półprzewodnikowym.

 

Silan 1.3 SiH4 Silan w temperaturze pokojowej jest gazem i jest piroforyczny, co oznacza, że ulega samoistnemu spalaniu w powietrzu, bez potrzeby zewnętrznego zapłonu.

Silany mają wiele zastosowań w przemyśle i medycynie. Na przykład, silany są używane jako czynniki sprzęgające, które przywierają włókna szklane do matrycy polimerowej, stabilizując materiał kompozytowy. Zastosowania obejmują środki hydrofobowe, uszczelnianie i ochronę murów/betonu, kontrolę graffiti, nakładanie warstw polikrystalicznego krzemu na płytki krzemowe przy produkcji półprzewodników oraz uszczelniacze. Skutki zdrowotne obejmują ból głowy, mdłości i poważne podrażnienia skóry, oczu i dróg oddechowych.

 

Dwutlenek siarki 2.25 SO2 Dwutlenek siarki jest bezbarwny i ma charakterystyczny duszący zapach. Powstaje podczas spalania siarki i materiałów zawierających siarkę, takich jak ropa naftowa i węgiel. Jest silnie kwaśny, po rozpuszczeniu w wodzie tworzy kwas siarkowy. Wraz z tlenkami azotu jest przyczyną powstawania kwaśnych deszczy.

SO2 występuje na terenach przemysłowych oraz w pobliżu elektrowni i jest surowcem w wielu procesach. Jest on stosowany w uzdatnianiu wody, aby zastąpić nadmiar chloru, a ze względu na swoje właściwości sterylizujące jest stosowany w przetwórstwie żywności. Jest dwa razy cięższy od powietrza i ma tendencję do opadania na poziom gruntu, więc urządzenie Crowcon do pobierania próbek środowiskowych umieszczone w pobliżu gruntu zapewnia szybkie wykrycie w przypadku wycieku.

Uwaga: Trójtlenek siarki S03 jest spotykany w spalinach z elektrowni. Nie jest on gazem, lecz ciałem stałym, które łatwo sublimuje (tj. przechodzi ze stanu stałego w stan gazowy podczas ogrzewania).

 

Sześciofluorek siarki 5 SF6

 

SF6 jest stosowany w przemyśle elektrycznym jako gazowe medium izolacyjne, wysoce odporne na działanie prądu elektrycznego, do wyłączników wysokiego napięcia, rozdzielnic i innych urządzeń elektrycznych. SF6 gaz pod ciśnieniem jest stosowany jako izolator w rozdzielnicach z izolacją gazową (GIS), ponieważ ma znacznie wyższą wytrzymałość dielektryczną niż powietrze lub suchy azot. Chociaż większość produktów rozkładu ma tendencję do szybkiego ponownego formowania się w SF6łuku elektrycznego lub korony może wytworzyć się dekafluorek disiarczku (S2F10), silnie toksyczny gaz, o toksyczności podobnej do fosgenu.

Plazma SF6 jest również używana w przemyśle półprzewodnikowym jako wytrawiacz oraz w przemyśle magnezowym. Z powodzeniem wykorzystywana jest jako znacznik w oceanografii do badania mieszania diapykalnego i wymiany gazowej powietrze-morze. Jest również emitowany podczas procesu wytopu aluminium.

Kiedy SF6 jest wdychany, wysokość głosu danej osoby drastycznie się obniża, ponieważ prędkość dźwięku w SF6 jest znacznie mniejsza niż w powietrzu. Jest to efekt podobny do tego, który występuje w przypadku podtlenku azotu. Ponieważ SF6 jest pięć razy cięższy od powietrza, wypiera tlen potrzebny do oddychania. Śladowe ilości toksycznego tetrafluorku siarki mogą mieć poważne skutki dla zdrowia.

UK Heath and Safety Executive ustanowił wartość 8-godzinnego limitu narażenia w miejscu pracy (WEL) na poziomie 1000ppm.

Lotne Związki Organiczne n/d VOC's Lotne związki organiczne (VOC) są emitowane jako gazy z niektórych ciał stałych lub cieczy. LZO obejmują różnorodne substancje chemiczne, z których niektóre mogą mieć krótko- i długoterminowe negatywne skutki dla zdrowia. LZO mogą być spotykane w domowych lub komercyjnych środowiskach wewnętrznych z powodu emisji z domowych środków czyszczących, pestycydów, materiałów budowlanych, sprzętu biurowego, takiego jak kopiarki i drukarki, materiałów graficznych i rzemieślniczych, w tym klejów i spoiw, markerów permanentnych i roztworów fotograficznych.

Paliwa składają się z organicznych związków chemicznych i mogą uwalniać związki organiczne podczas użytkowania oraz, do pewnego stopnia, podczas składowania.

Skutki zdrowotne obejmują podrażnienie oczu, nosa i gardła, bóle głowy, utratę koordynacji, mdłości, uszkodzenie wątroby, nerek i centralnego układu nerwowego. Najważniejsze oznaki lub objawy związane z narażeniem na lotne związki organiczne obejmują dyskomfort w nosie i gardle, ból głowy i reakcję skórną.

Podobnie jak w przypadku innych zanieczyszczeń, zakres i charakter skutków zdrowotnych będzie zależał od wielu czynników, w tym poziomu narażenia i czasu trwania narażenia.

Typowe lotne związki organiczne to: aldehyd octowy, butadien, disiarczek węgla, siarczek dimetylu, etanol, etylen, metanol, merkaptan metylu, toluen, octan winylu, aceton, benzen, octan etylu, metyloamina, keton metylowo-etylowy, tetrachloroetylen i chlorek winylu. LZO mogą być wykrywane za pomocą czujników PID lub w niektórych przypadkach czujników elektrochemicznych.

Freony

 

Ogólnie rzecz biorąc, Freony są związkami węgla zawierającymi chlor, fluor i/lub brom. Freony są szeroko stosowane w przemyśle ze względu na ich wysoką gęstość, niską temperaturę wrzenia, niską lepkość i niskie napięcie powierzchniowe. Ponadto, łatwo się skraplają, co czyni je idealnymi do stosowania jako czynniki chłodnicze i rozpuszczalniki. Freony są szeroko stosowane jako rozpuszczalniki, materiały pędne, gaśnice i środki porotwórcze.

Gazy freonowe są klasyfikowane za pomocą numerów "R". Na przykład R125 to pentafluoroetan (CHF2-CF3).

Związki freonu obejmują chlorofluorowęglowodory lub CFC. Właściwość obojętności, która czyni CFC tak użytecznymi w przemyśle, okazała się być czynnikiem, który czyni je tak niebezpiecznymi dla naszej planety. CFC nie ulegają naturalnej biodegradacji, w związku z czym po wyemitowaniu utrzymują się w atmosferze, przyczyniając się do zubożenia warstwy ozonowej. Freony mogą być wykrywane za pomocą półprzewodników lub czujników podczerwieni.

Chcesz wiedzieć więcej o gazach toksycznych? Sprawdź nasze artykuły Monitoring gazów toksycznych lub Limity ekspozycji na gazy toksyczne i poziomy alarmowe.

Masz pytania dotyczące Twojej branży, zastosowania lub działalności? Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji!