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浅谈工业加速器机房内的臭氧排放与监测

2019-09-12黄超徐媛

魅力中国 2019年17期
关键词:臭氧浓度溶解度加速器

黄超 徐媛

(合肥市环境监测中心站,安徽 合肥 230031)

一、工业加速器的定义

带电粒子在电场当中,会因为电磁力对其施加的作用力,让其速度变快,从而让能连得到提高。电场可以通过三种不同的方法产生:分别是静电场和磁感应场以及交变电磁场。在这三种不同的发电厂加速器中使用带电粒子的加速原理构建工业加速器。自20世纪30年代以来,它一直在发展,至今已有80多年的发展历史。因此,当前的工业加速器的种类也越来越多,同样划分了很多不同的标准。比如,如果其中使用的加速粒子不一样,可以分成不同的种类,首先是为电子加速器,其次质子加速器,随后是重离子加速器和微粒子粒子加速器等。工业加速器在当前工业领域的各个方面都得到了运用,是其中十分重要的一部分。在这些领域所使用的加速器相对来说拥有比较低的加速效果。加速器在这些地区的使用让其经济和社会等各个方面都得到了全面的发展。

通常,工业加速器用于各种应用,例如辐射处理,非破坏性测试,离子注入等。使用工业加速器的发动机室在工业发展过程中也起着举足轻重的作用,其重要性不容小觑。

二、臭氧的定义

臭氧是地球大气中的微量气体。它是通过太阳辐射将氧分子分解成氧原子以及氧原子和周围氧分子的组合而形成的。它含有三个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于距离地面10-50公里的高层大气层或平流层中。这是可以对人体保护的大气臭氧层,还有一些。在地面附近盘旋的臭氧分子仍然对阻挡紫外线有一些影响。然而,一些专家发现,靠近地面的大气中的臭氧浓度趋于迅速增加。虽然臭氧在保护平流层中的人类和环境方面发挥着重要作用,但如果它在对流层中的浓度增加,它将对人类健康产生不利影响。臭氧会让人们的视力受到损害,同时还会刺激人们的呼吸道,让肺功能受到伤害。

臭氧气体明显为蓝色,液体为深蓝色,固体为蓝黑色。它的分子结构是三角形的。大气温度的条件下,同时处于常压和大气压下的环境当中,较低浓度的臭氧是无色的。当浓度达到15%时,它呈浅蓝色,臭氧不溶于液氧,四氯化碳等。它可溶于水,在水中的溶解度高于在0℃下在氧气中的溶解度(标准大气压)。在室内当中,同时处于常规条件之下,臭氧能够拥有比氧气在水中高出十三倍的溶解度,同时相比较空气来说,这个数值超过了二十五倍。但是,臭氧在水中的溶液很容易受到水中杂质的作用。尤其是在水中存在金属离子的情况之下,很容易让臭氧在水中转换成为普通的氧气,在纯净水当中的分解效率就会比较慢。虽然在水中,但在水中分解自己比在空气中容易。它的溶解度比氧的溶解度高10倍,但事实上它的溶解度很小,因为它符合亨利定律,其溶解度与系统的分压和总压成正比。空气中的臭氧含量非常低,因此分压非常低,这将迫使水中的臭氧从水和空气之间的界面逸出。水中的臭氧浓度始终处于持续下降的状态。

三、工业加速器所排放的臭氧

在使用加速器进行工业活动的时候,其中的电离辐射会和空气相互反映,从而让有害的臭氧和氨氧化物产生,特别是臭氧会破坏人体呼吸系统和神经系统。机房过多采样也会损坏设备。所以,本次调查主要了解工业加速器在机房当中进行运用的时候,有害气体臭氧在其中的浓度,能够帮助进行工作的人员,同时也方便未来对加速器设备进行维护。意义十分重大。因为加速器的机房当中相比较其他的设备而言,环境不利于通风,所以,对加速器运行过程当中室内存在臭氧的浓度,能够帮助加速器机房当中不同的有害气体的处理提供一定的依照,另外还能够帮助我们推导其他使用射线的机房当中的臭氧浓度。

四、研究对象

本人选择了2019年,第一季度的某辖区之内所正常运行的工业加速器机房进行研究,机房的面积是六十六平方米,加速器的高度是33米,平均每天每个工作人员在机房当中停留三个小时,每个月的工作量是一万一千照射野。进行检测的时候,拥有V的照射条件。机房通风方式采用机械通风方式,风机有功率,5.5KV额定风量8800m3/h,进风面积40cm x40cl。根据GB/T18204.27-2000国家标准方法,监测不同时期的臭氧浓度,统计分析工作环境中的臭氧浓度,做出正确判断。同时,监测工地的通风情况,为综合分析加速器室内空气中臭氧浓度提供依据。

五、仪器与方法

(1)仪器。TMP-1500A大气采样器(盐城科博电子仪器有限公司)的额定流量为3升。现场风速监测仪是QF-6数字风速计。采样器已通过上海计量检测研究院的强力检测。

(2)方法。根据GB/T1824.27-2000的国家标准方法,采用吸盘式取样瓶进行一系列取样。气体吸收液为旋蓝二磺酸盐,流速为2L。取样点位于近员工操作位置15分钟。采样时间是工作场所下班后一小时,采样时间分为上午和下午两个时段。分别计算平均值和标准偏差并计算两个循环的采样节点。执行统计分析以显示是否存在显著差异。采用梅花布点法监测风速,分析风速强度。

六、检测结果

加速器处理室中臭氧浓度的实际监测时间是上午和下午,并且还监测工作场所的风速,如表1所示。

表1 加速器处理室内和下午空气臭氧监测结果

从表1监测的早晨和下午空气样品的平均臭氧浓度非常低,分别为0.02和0.07mg/m3。]这只是国家标准的限值。(0.3/m/m3)6.67%t23.3%,日平均浓度为0.04mg/m3,为国家标准限值的13.3%。利用SPSS软件测得的上午和下午监测数据的U值分别为0.9和0.05,表明上午和下午加速器处理室臭氧浓度无显著差异。

表2 加速器处理室内风速监测结果

表2中的风速监测结果表明,上午和下午的平均风速接近0.24m/s和0.26/s之间,并进行了分析。

七、讨论

目前的情况调查发现了我们地区工作环境空气中的臭氧浓度,并初步评估了工作环境中的臭氧浓度及其对人体的危害。也就是说,在高通气率和常规生产程序的条件下,臭氧浓度非常低。我们地区的监测结果与相关文献报道的结果基本一致。根据工作场所,工作环境中的臭氧浓度小于0.3mg/m3等级,上午和下午分别收集的空气样本,臭氧浓度分别为0.02mg/m3和0.07mg/m3,分别为国家标准限值的66%和22.3%。日平均浓度为0.04mg/m3,为国家标准限值的13.3%。

用SPSS软件计算,单位值为0.09,P为0.05。表明加速器处理室的臭氧浓度在上午和下午之间没有显著差异。同时,推断出其他辐射装置工作环境的自然通风条件优于加速器处理室。通风条件下,其他辐射装置工作环境的空气质量不会低于加速器处理室的空气质量。由于工作后1小时臭氧浓度较低,工作前未安排臭氧监测,分析了加速器处理室内风速监测结果。根据职业健康控制风速0.5m/s,考虑加速器治疗室的环境因素,我们参考了室内空气质量标准。风速应小于0.3m/s,并进行了监测。上午和下午的平均风速为0.25米/秒。就风速而言,同一环境中有两种不同的风力标准,国家标准差异很大。如何找到降低有害物质浓度,满足工人室内空气质量标准的方法?该调查似乎找到了一个突破点。

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