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英思科:趣谈“一氧化碳&二氧化碳”的前世今生

时间:2020-06-28 14:11来源:金利仪器 作者:金利仪器 点击:
英思科:趣谈一氧化碳二氧化碳的前世今生 一氧化碳和二氧化碳有何区别?您是否会将这两者混淆呢?如果是,并不是只有你一个人会这样。即使您可能知道这两种气体有所区别但哪种气体属于无毒气体,哪种气体属于有毒气体?这样分类又是否正确?在深入探讨一氧化
  

      英思科:趣谈“一氧化碳&二氧化碳”的前世今生

       一氧化碳和二氧化碳有何区别?您是否会将这两者混淆呢?如果是,并不是只有你一个人会这样。即使您可能知道这两种气体有所区别——但哪种气体属于无毒气体,哪种气体属于有毒气体?这样分类又是否正确?在深入探讨一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)对人和环境的影响以及如何对其进行检测之前,我们先来对两者的来源有一个基本了解。
       这两种气体的名字非常相似,因为它们都是碳和氧的混合物。但这两种气体是通过不同的化学反应产生的。
       二氧化碳是完全燃烧的产物。完全燃烧是一种化学反应,其中碳氢化合物与氧气反应生成二氧化碳和水。完全燃烧通常(但不一定总是)会产生火焰。蜡烛燃烧可以看作一种完全燃烧:蜡烛的蜡是一种碳氢化合物,在点燃烛芯后产生的热量下与空气中的氧气发生反应。空气中将释放出一种无色无味的气体,这种气体就是二氧化碳。
       大气中的大部分二氧化碳来自天然来源,如海洋、动物(包括人类)和植物呼吸、有机物分解、森林火灾和火山喷发。
       还有一部分二氧化碳来自人类活动(人为来源),包括煤炭、天然气和石油等化石燃料的燃烧。[2]此类燃料的燃烧会释放能量,这些能量会转化为热能、电能或电力。此类活动产生的二氧化碳占人类产生的二氧化碳的87%,而其他13%则是通过砍伐森林、改变土地利用方式以及水泥制造等工业过程产生的。[3]二氧化碳基本上是一种非反应性气体,释放后会很快混合到大气中。
       工业过程中也会产生二氧化碳。二氧化碳的主要商业生产来源包括从天然气、煤炭等原料生产氢或氨的工业工厂以及大批量发酵操作。二氧化碳在食品和饮料行业(包括碳酸饮料)中也具有广泛的应用。固态二氧化碳俗称为“干冰”,通常用于冷冻或冷藏食品以及医疗或医药材料的运输。
       一氧化碳是不完全燃烧的产物。不完全燃烧是在燃烧过程中空气供应不足的情况下发生的,只有一半的氧与碳发生反应,从而形成一氧化碳(一个CO分子含有一个氧原子,一个CO2分子含有两个氧原子)。
       与二氧化碳不同,大气中的一氧化碳并非自然产生,而是通过煤炭、天然气和石油等原料的不完全燃烧而产生的。当氧气含量少且燃烧温度过低时,燃烧产生的混合物中会出现一氧化碳。
       我们使用的任何燃料燃烧设备(包括煤气炉、煤气灶、煤气烘干机、煤气热水器、壁炉和汽车)都可能在我们的家或办公室周围产生大量高浓度的一氧化碳,从而威胁我们的生命。而一氧化碳是一种无色无味的气体,必须通过专业设备才可以鉴别。
       在工业领域中,作业场所内产生的一氧化碳主要来自于内燃机。许多煤气炉、煤气灶也会产生大量这种气体,尤其是在维护不当的情况下。卡车司机、叉车操作员或在此类设备附近作业的人员接触这种气体的风险更高。在封闭区域或密闭空间(如人孔、车库、隧道、装卸月台、仓库、车辆修理厂和拼接车辆)附近或内部的工人也会受到威胁。
       虽然一氧化碳通常是一种有害副产物,但经过封装的一氧化碳可用于各种行业,包括金属制造、化学品制造、制药、电子和半导体应用,还可用于在金属羰基化合物的制造过程中还原矿石。
       尽管二氧化碳中毒的情况很少见,但密闭空间中的二氧化碳浓度过高时也可能变得有毒。二氧化碳浓度过高会占据空气中氧气的空间,从而造成窒息的环境。当二氧化碳浓度接近30,000ppm时,会造成头痛和头晕等轻度二氧化碳中毒症状。当二氧化碳浓度达到80000ppm时,可能危及生命。职业安全与健康管理局(OSHA)已将8小时内二氧化碳允许接触限值(PEL)规定为5,000ppm,10分钟内为30,000ppm,以供参考。
       一氧化碳要比二氧化碳危险得多。一氧化碳是一种无色、无嗅、无味、无刺激性的气体,早期中毒迹象很难发现,因此被称为“幽灵杀手”。据美国疾病控制和预防中心估计,每年美国因一氧化碳中毒住院的有5万多人,而死于一氧化碳中毒的有430多人。[4]一氧化碳之所以如此危险,是因为它与血液中携带氧分子的部位相结合,致使该部位失去运输氧的能力,从而阻碍身体和器官获得所需氧气。目前,OSHA规定的8小时内一氧化碳平均允许接触限值(PEL)为50ppm,远低于二氧化碳的PEL。暴露浓度达到1500 ppm时,将视为立即威胁生命和健康(IDLH)的程度。
       用气检仪测量一氧化碳和二氧化碳
       在选择工作场所中的气体检测仪时,如果选择的是单气体检测仪,则只能检测一种气体。如一氧化碳检测仪只能检测一氧化碳,而无法检测二氧化碳,反之亦然。因为每种气体的传感器各不相同。所幸的是,在选择适用于一氧化碳和/或二氧化碳检测的气体检测仪时,您可以有多种选择,包括单气体、多气体、便携式和区域监测仪。要选择适当的仪器,则必须了解您所要检测的一种或多种气体的环境和性质。
(责任编辑:金利仪器lyh)
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