隨著工業化的發展，有毒有害氣體已經成為我們在生產和生活中不得面對的危險來源。包括石化企業、化工行業、環保應急事故、恐怖襲擊、危險品儲運、垃圾填埋乃至城市污水處理、各類地下管線等等各個方面，我們可能在不知不覺中就會受到危險氣體的威脅。
以人為本的觀念需要我們隨時隨地關心我們的健康和安全，各類泄漏爆炸又不斷造成社會危機和公共財產的破壞。然而，各類氣體的檢測永遠是一項復雜的工作，選擇一個合適的氣體監測儀就更加困難。根據ISC(Industrial Scientific)公司在世界各地(包括中國)幾十年氣體檢測的經驗經驗，我們匯編了這個選擇指南，使讀者對用于氣體監測的各種傳感技術有所了解。而對不同的儀器類型的介紹將有助于用戶選擇一個最適合的氣體監測器。
目前，較為常見的用于現場檢測氣體傳感器類型包括：電化學傳感器、紅外傳感器、催化燃燒傳感器、光離子化檢測器、固態傳感器，半導體傳感器等。
所有的氣體傳感器技術都是借助于氣體本身的物理或者化學性質，通過光電技術將其轉化為可被電子線路處理、放大、傳輸的電信號。因此，作為相對檢測技術，所有的氣體監測儀器都必須經常用標準濃度的氣體進行標定。同時，盡管這些傳感器的制造越來越精致，但它們還會由于本身原理的局限而無法達到分析儀器的性能指標，還難以作為氣體定量分析儀使用，它們的氣體濃度讀數最好的應用是用做指出所在場所安全與否。但無論如何，這類傳感器所提供的相關的氣體濃度還是會在安全、環保以及公共衛生方面起著重要的作用。作為現場安全儀器，這類氣體監測儀會在有害氣體存在時實時檢測出濃度值，并在其超過一定限度時，立即發出警報指導人們行動。為了適應不同用途，這類儀器一般采取便攜式或固定式的方式，具有操作簡單、維護方便、價格合理等特點。
迄今為止，還沒有對某種氣體特效的氣體傳感器。如果需要更高的選擇性則還是使用分析儀器?，F在用于氣體監測的分析儀器很多，比如：付立葉變換紅外、氣相色譜和質譜等等。這些儀器可以提供最為準確的和高選擇性的氣體濃度數據。但是它們一般都比較昂貴，并且由于維護費用較高、響應時間較長、體積較大、操作繁瑣、不能即時反映現場濃度等等而不太適合于現場氣體監測。而作為試驗室氣體監測儀器，它們往往充當最后的評判。
危險氣體的檢測是一個系統的管理工程，我們需要在認識各類有害氣體的發生、發展、存在的基礎上確定需要檢測的氣體，選擇合適的檢測器以保障各類人員及工礦企業的安全。
密閉空間(包括反應罐、油罐、缺乏良好通風的車間、地下管道、地下排水溝、地下儲藏罐、船艙等等)是需要進行有害氣體檢測的重要場所。任何即將進入和已經進入密閉空間進行工作的人員都必須時時刻刻地監測工作場所內部的有毒有害氣體的濃度，而這些危險組份既可能在工人進入密閉空間之前就已產生存在，或者由于他們在其間的活動形成。絕大多數的事故發生都在于缺乏工人進入密閉空間之前和在其中工作過程中對于危險氣體的檢測。
石油化工和其他化工企業是有毒有害氣體存在較為普遍的場所，從原材料、生產過程、產品儲運等各個方面都會發生易燃易爆氣體、有毒有害氣體的發生和泄漏。
隨著工業品的廣泛應用，環境應急事故的處理也越來越多地擺在各級政府、事故處理隊伍的面前。如何在事故發生之前對有毒有害氣體進行監控、在事故發生過程中對有毒有害氣體進行跟蹤，在事故發生后對環境和人員殘留進行檢測，這也是氣體監測儀器在環境應急事故中的最基本的應用。
美國911恐怖襲擊以后，人們對于恐怖分子的作案手段變得草木皆兵，生化威脅也在全球造成了極大的恐慌。日本地鐵沙林毒氣就是這種威脅的一個實際例子，當時由于缺乏必要的氣體監測設備，人員恐慌造成的死亡人數大大高于由于氣體毒害在造成的死亡人數。因此，必要的合適的氣體檢測技術已經深入到我們生活的方方面面。
有毒有害氣體的檢測原理與分類
對于各類不同的生產場合和檢測要求,選擇合適的氣體檢測儀是每一個從事安全和衛生工作的人員都必須十分注意的。這里我們將就一些具體情況做一介紹,供大家參考。
確認所要檢測氣體種類和濃度范圍:
每一個生產部門所遇到的氣體種類都是不同的。在選擇氣體檢測儀時就要考慮到所有可能發生的情況。如果甲烷和其它毒性較小的烷烴類居多,選擇LEL檢測儀無疑是最為合適的。這不僅是因為LEL檢測儀原理簡單,應用較廣,同時它還具有維修、校準方便的特點。如果存在一氧化碳、硫化氫等有毒氣體,就要優先選擇一個特定氣體檢測儀才能保證工人的安全。如果更多的是有機有毒有害氣體,考慮到其可能引起人員中毒的濃度較低,比如芳香烴、鹵代烴、氨(胺)、醚、醇、脂等等,就應當選擇前章介紹的光離子化檢測儀,而絕對不要使用LEL檢測器應付,因為這可能會導致人員傷亡。
確定使用場合:
工業環境的不同,選擇氣體檢測儀種類也不同。
A) 固定式氣體檢測議:
這是在工業裝置上和生產過程中使用較多的檢測儀。它可以安裝在特定的檢測點上對特定的氣體泄漏進行檢測。固定式檢測器一般為兩體式,有傳感器和變送組成的檢測頭為一體安裝在檢測現場,有電路、電源和顯示報警裝置組成的二次儀表為一體安裝在安全場所,便于監視。它的檢測原理同前節所述,只是在工藝和技術上更適合于固定檢測所要求的連續、長時間穩定等特點。它們同樣要根據現場氣體的種類和濃度加以選擇,同時還要注意將它們安裝在特定氣體最可能泄漏的部位,比如要根據氣體的比重選擇傳感器安裝的最有效的高度等等。
B) 便攜式氣體檢測儀：
由于便攜式儀器操作方便,體積小巧,可以攜帶至不同的生產部位,電化學檢測儀采用堿性電池供電,可連續使用1000小時;新型LEL檢測儀、PID和復合式儀器采用可充電池(有些已采用無記憶的鐮氫或鯉離子電池),使得它們一般可以連續工作近12小時,所以,作為這類儀器在各類工廠和衛生部門的應用越來越廣。
如果是在開放的場合,比如敞開的工作車間使用這類儀器作為安全報警,可以使用隨身佩戴的擴散式氣體檢測儀,因為它可以連續、實時、準確地顯示現場的有毒有害氣體的濃度。這類的新型儀器有的還配有振動警報附件以避免在嘈雜環境中聽不到聲音報警,并安裝計算機芯片來記錄峰值、STEL(15分鐘短期暴露水平)和TWA(8小時統計權重平均值)為工人健康和安全提供具體的指導。
如果是進入密閉空間,比如反應罐、儲料罐或容器、下水道或其它地下管道、地下設施、農業密閉糧倉、鐵路罐車、船運貨艙、隧道等工作場合,在人員進入之前,就必須進行檢測,而且要在密閉空間外進行檢測。此時,就必須選擇帶有內置采樣泵的多氣體檢測儀。因為密閉空間中不同部位(上、中、下)的氣體分布和氣體種類有很大的不同。比如:一般意義上的可燃氣體的比重較輕,它們大部分分布于密閉空間的上訊一氧化碳和空氣的比重差不多,一般分布于密閉空間的中慨而象硫化氫等較重氣體則存在于密閉空間的下部(如圖所示)。同時,氧氣濃度也是必須要檢測的種類之一。另外,如果考慮到罐內可能的有機物質的揮發和泄漏,一個可以檢測有機氣體的檢測儀也是需要的。因此一個完整的密閉空間氣體檢測儀應當是一個具有內置泵吸功能以便可以非接觸、分部位檢測具有多氣體檢測功能以檢測不同空間分布的危險氣體,包括無機氣體和有機氣儂具有氧檢測功能防止缺氧或富輒體積小巧,不影響工人工作的便攜式儀器。只有這樣才能保證進入密閉空間的工作人員的絕對安全。
另外,進入密閉空間后,還要對其中的氣體成分進行連續不斷的檢測,以避免由于人員進入、突發泄漏、溫度等變化引起揮發性有機物或其它有毒有害氣體的濃度變化。
如果用于應急事故、檢漏和巡視，應當使用泵吸式、響應時間短、靈敏度和分辨率較高的儀器，這樣可以很容易判斷泄漏點的方位。在進行工業衛生檢測和健康調查的情況時，具有數據記錄和統計計算以及可以聯接計算機等功能的儀器應用起來就非常方便。
目前，隨著制造技術的發展，便攜式多氣體(復合式)檢測儀也是我們的一個新的選擇。由于這種檢測儀可以在一臺主機上配備所需的多個氣體(無機/有機)檢測傳感器，所以它具有體積小、重量輕、相應快、同時多氣體濃度顯示的特點。更重要的是，泵吸式復合式氣體檢測儀的價格要比多個單一擴散式氣體檢測儀便宜一些，使用起來也更加方便。需要注意的是在選 擇這類檢測儀時，最好選擇具有單獨開關各個傳感器功能的儀器，以防止由于一個傳感器損害影響其它傳感器使用。同時，為了避免由于進水等堵塞吸氣泵情況發生，選擇具有停泵警報的智能泵設計的儀器也要安全一些。
一、生產過程中常見的有毒、有害氣體介紹
在生產過程中對財產與人的健康、生命造成危害的因素大體上可以分為物理、化學與生物三方面。其中化學因素的影響危害性最大。而有毒有害氣體又是化學因素中最普遍、最常見的部分。所以本部分重點介紹有毒有害的氣體知識。
根據危害我們將有毒有害氣體分為可燃氣體與有毒氣體兩大類。有毒氣體又根據他們對人體不同的作用機理分為刺激性氣體、窒息性氣體和急性中毒的有機氣體三大類。
其中刺激性氣體包括氯氣、光氣、雙光氣、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨氣、臭氧等氣體。刺激性氣體對機體作用的特點是對皮膚、黏膜有強烈的刺激作用，其中一些同時具有強烈的腐蝕作用。刺激性氣體對機體的損傷程度與其在水中的溶解度與作用部位有關。一般來說，水溶性大的化學物，如氯氣、氨氣、二氧化硫等對眼和上呼吸道迅速產生刺激作用，很快出現眼和上呼吸道的刺激癥狀;水溶性較小的化學物，如光氣、二氧化氮等，對下呼吸道及肺泡的作用較明顯。刺激性氣體造成的病變的嚴重程度除化學物本身的性質外，最重要的是與接觸化學物的濃度和時間密切相關。短期接觸高濃度刺激性氣體，可引起嚴重急性中毒，而長期接觸低濃度則可造成慢性損傷。急性刺激性氣體中毒通常先出現眼及上呼吸道刺激癥狀，如眼結膜充血、流淚、流涕、咽干、咳嗽、胸悶等癥狀，隨后這些癥狀可減輕或消失，經過幾小時至3天不等的潛伏期后癥狀突然重現，很快加重，嚴重者可發生化學性支氣管肺炎、肺水腫，表現為劇烈咳嗽、咯白色或粉紅色泡沫痰、呼吸困難、發紺等，可因肺水腫或并發急性呼吸窘迫癥等導致殘廢。
窒息性氣體包括一氧化碳、硫化氫、氰氫酸、二氧化碳等氣體。這些化合物進入機體后導致的組織細胞缺氧各不相同。一氧化碳進入體內后主要與紅細胞的血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，以致使紅細胞失去攜氧能力，從而組織細胞得不到足夠的氧氣。氰化氫進入機體后，氰離子直接作用于細胞色素氧化酶，使其失去傳遞電子能力，結果導致細胞不能攝取和利用氧，引起細胞內窒息。甲烷本身對機體無明顯的毒害，其造成的組織細胞缺氧，實際是由于吸入氣中氧濃度降低所致的缺氧性窒息。硫化氫進入機體后的作用是多方面的。硫化氫與氧化型細胞色素氧化酶中的三價鐵結合，抑制細胞呼吸酶的活性，導致組織細胞缺氧硫化氫可與谷胱甘肽的巰基結合，使谷胱甘肽失活，加重了組織細胞的缺氧另外，高濃度硫化氫通過對嗅神經、呼吸道黏膜神經及頸動脈竇和主動脈體的化學感受器的強烈刺激，導致呼吸麻痹，甚至猝死。
急性中毒的有機溶劑有正己烷、二氯甲烷等。上述有機揮發性化合物同以上無機有毒氣體一樣，也會對人體的呼吸系統與神經系統造成危害，有的致癌，比如苯。由于有機化合物大多為可燃的物質，所以對于有機化合物的檢測以前大多檢測他的爆炸性，但有機化合物的最低爆炸極限遠遠大于它的MAC(空間最大允許濃度)的值。也就是說，對有機化合物的毒性進行檢測是必要的，也是必須的。
可燃性氣體的危害主要是氣體燃燒引起爆炸，從而對財產與人的生命造成危害。但可燃氣體發生爆炸必須具備一定的條件。一定量的可燃氣體、足夠的氧氣與點燃的火源。以上三個條件缺一不可。通常將可燃氣體發生爆炸的氣體濃度稱為最低爆炸極限，一般用LEL表示。不同的可燃氣體具有不同的LEL。所以對于可燃氣體的檢測一般檢測它的LEL。
