作业环境与空气检测复习

1、1. 中毒：毒物侵入人体后与人体组织发生化学或物理化学反应作用，并在一定条件下破坏人体的正常生理功能，引起某些器官和系统发生暂时性或永久性的病变，这种病变称为中毒。2 职业中毒：在劳动过程中由于工业毒物引起的中毒称为职业中毒。3工业毒物的分类（1）.按物理形态分类1)气体：2)蒸气 3)烟4)雾5)粉尘（2） 按化学类属分类毒物按照化学成分结合的形态可分为无机毒物(金属与金属盐、酸、碱、气体及其他无机化合物)、有机毒物(脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物及其他有机物)两大类（3）.按毒物外用性质分类1）刺激性毒物2）窒息性毒物：常见的有一氧化碳、硫化氢、氧化氢等3）麻醉性毒物：芳香族化合物、醇

2、类、脂肪族硫化物、苯胶、硝基苯等均属此类毒物。这类毒物主要对神经系统有麻醉作用。4）全身性毒物：其中以金属为多,如铅、汞等。工业毒物的毒性1）绝对致死剂量或浓度(LD100或LC100)：绝对致死剂量或浓度是指使全组染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。2） 半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)：半数致死剂量或浓度是指使全组染毒动物半数死亡的剂量或浓度,是将动物实验所得的数据经统计处理而得的。3）最小致死剂量或浓度(MLD或MLC)： 最小致死剂量或浓度是指全组染毒动物中有个别动物死亡的剂量或浓度。4）最大耐受剂量或浓度(LDo或LCo)： 最大耐受剂量或浓度是指使全组染毒动物全部存活的最大剂

3、量或浓度。4 影响毒性的因素 在工业毒物的作用下是否发生中毒,影响因素是多方面,主要与毒物的化学结构；理化特性；联合作业关系；个体身体状况；环境和劳动强度有关。 有害气体进入人体的途径 在作业环境空间中，有害气体通常按如下途径作用于人体而引起中毒。 1吸 入： 吸入是有害气体作用人体机能的最主要和最常见的途径，2作用皮肤：人的皮肤上有许多毛细孔与人体内部相连通，有毒气体可以从皮肤渗入，3吞 入：能够吞人的物质主要是颗粒状物质，如粉尘。对于有害气体主要是吸入，但有些可溶性气体气体浓度的表示方法 1. 质量、体积混合表示方法： 用每立方米空气中含有害物质的毫克数表示，毫克米3，符号为m gm3。此

4、种表示方法对各种状态的有害物质(气态或气溶胶)均适用。 2. 体积表示法： 用每立方米空气中含有害物质的毫升数表示。因为l立方米等于l00万毫升（106毫升），故常用百万分数表示，符号是ppm。它与体积百分数的关系是：1l0000ppm 注意：1）体积浓度表示方法只限于气态或蒸气状态的有害物质，气溶胶状态的有害物质不能用此种方法表示。 2）在痕量分析、超痕量分析中常选用更小的体积浓度单位，ppb、ppt，它们与ppm的关系如下： 1ppm103ppb 1ppb=103ppt 1ppm106ppt 3. 不同浓度表示方法的换算 体积浓度表示法和质量体积浓度表示法可以通过气体的摩尔体积和物质的分子

5、量进行换算。在0，1个标准大气压下ppm与毫克立方米之间的互换公式为：式中M被测物质的分子量。注：1摩尔任何气体在标准状况下所占的体积大约为22.4升。4. 标准状态与测试状态的体积转换 空气中有害物质的含量是以单位体积空气中所含有害物质的量来表示，但空气的体积与温度、压力有关。欲使测定结果有可比性，应按照气态方程式将测试环境下的气体体积换算成标准状况(0，1个标准大气压下)下的气体体积。 煤矿安全规程明确规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20，二氧化碳浓度不得超过0.5；井下有害气体最高容许浓度（体积百分比）如表11所示。名称最高允许浓度（）ppm一氧化碳CO0.002424氧化氮（

6、换算成二氧化氮NO2）0.000252.5二氧化硫SO20.00055硫化氢H2S0.000666.6氨NH30.00440气体采样器具主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。气体流量计通常有转子流量计、湿式流量计和皂膜流量计。 转子流量计检测原理： 转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，从上端流出。当被测流 体流动时对转子的作用力，正好等于转子在流体中的重量时（称为显示重量），转子受力处于平衡状态而

7、停留在某一高度。分析表明；转子在锥形管中的位置高度，与所通过的流量有着相互对应的关系。因此，观测转子在锥形管中的位置高度，就可以求得相应的流量值。 采样动力常用的抽气动力设备有真空泵、电磁泵、引射器、抽气筒、抽气瓶等。常用的采样方法有集气法和富集法。 集气法适用条件：用此种方法采样测定的是空气瞬间或短时间内的有害物质浓度。 采样方式1）置换法2）真空法 3）抽气法 集气法采样注意事项 1）容器壁的吸附作用： 吸附作用一般是可逆过程 富集法适用条件：当被测物质毒性较大，现场浓度较低时通常采用富集采样。富集采样测定结果是采样时间内有害物质的平均浓度富集采样法溶液吸收法 颗粒吸附法 滤料阻留法 低温

8、浓缩法 扩散吸附法 渗透吸附法 滤料阻留法机理：阻留机理比较复杂，一般认为阻留机理主要是惯性冲击作用，扩散作用，拦截作用和静电作用。 最小采样体积（分析教材P31例题） 定义：最小采气体积是指能测出最高容许浓度水平的有害物质所必须采集的最小空气体积。 计算公式： 式中： V最小采气体积，单位为L；S分析方法的检测限，单位为ug；T被测物质的最高容许浓度，单位为mg/m3;a样品溶液的总在总体积，单位为mL；b分析时从样品中取出的体积，单位为mL；n保险系数，一般取1或2。 5. 采集的样本数 1）区域采样 一般应设630个采样点，每一采样点同时平行采集两个样品，测定结果相差不应超过20%。 2

9、）个体采样 人数按同工种岗位的作业总人数计算。P45 井下气样采集方式一）密闭墙内气样采集（二） 钻孔内气样采集（三）裂缝或空洞内气样采集（四）水中涌出气体的气样采集（五）瓦斯抽放管路内的气体试样的采集（六）巷道或硐室内气样采集（七）采空区内气样采集氧气的特性 氧气冷却到它的沸点182.96时，就变成淡蓝色透明而易流动的液态氧。液态氧的密度是每毫升1.142克，每1立方米液态氧的重量是1140.5公斤。如果继续冷却，在达到它的熔点-218.4时，就会开始凝固，成为蓝色结晶状的固态氧，固态氧的密度是每毫升1.271.30克。 氧能溶于水，但是能够溶解的量不多。在0和一个大气压的水中，能够溶解的氧

10、气大约占水的体积的4.9%。最有利于人体呼吸的氧浓度为21左右，瓦斯定义 1. 广义上：井下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体（包括CH4、重烃CnHm、H2、CO、CO2、NO、NO2、SO2、H2S、惰性气体等）的总称。烃类气体的分子式气体名称化学分子式甲烷CH4乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10戊烷C5H12乙烯C2H4丙烯C3H6甲烷分子的直径为0.3758×109m，可在微小的煤体孔隙和裂隙内流动 甲烷微溶于水，在标准大气压下，20时100L水可溶3.31L甲烷，溶解率为3.31%。 甲烷的化学性质不活泼，但能够燃烧，并且在空气中达到一定浓度（5

11、%16%）时遇火会发生爆炸。 工作地点甲烷传感器的设置设置要求 甲烷传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须符合煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ10292007）的规定要求。 一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在1375时有爆炸的危险。 规程规定井下空气中一氧化碳的最高允许浓度不超过0.0024%。 比长式检测管测定法结构：其中外壳是用中性玻璃管加工而成的。堵塞物用的是玻璃丝布、防声棉或耐酸涤纶，它对管内物质起固定作用。保护胶

12、是用硅胶作载体吸附试剂制成的，其用途是除去对指示胶变色有干扰的气体。隔离层一般用的是有色玻璃粉或其他惰性有色颗粒物质，它对指示胶起界限作用。指示胶是以活性硅胶为载体吸附化学试剂经加工处理而制成的。一氧化碳传感器的设置 （一）一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。 （二）开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为0.0024%CO，工作面回风巷设置如图1-4-8所示： （三）带式输送机滚筒下风侧10m15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0

13、024%CO。 （四）自然发火点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。 （五）开采容易自燃、自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%CO。 （六）其它有CO涌出地点的下风侧。硫化氢、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢。 氨气最高允许浓度为0.004%。三、二氧化硫二氧化硫有剧毒，对眼睛有强烈刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”规程规定：空气中二氧化硫含量不得超过0.0005% 氮氧化物及其检测矿井空气中氮氧化物主要指二氧化氮(NO2)和一氧化氮(NO)，一氧化氮不稳定，

14、易转化为二氧化氮。 二氧化氮是一种褐红色的气体矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作测定二氧化碳和瓦斯混合气体在有瓦斯的地方测定二氧化碳时，或是在测定瓦斯的同时又测定二氧化碳，必须先测定瓦斯和二氧化碳的混合含量(不用钠石灰吸收二氧化碳，只用硅胶或氯化钙吸收水蒸气)，然后再用钠石灰吸收二氧化碳来测定瓦斯含量，把两次测定的读数相减所得的有效值再乘以0.955，即得二氧化碳的实际浓度。例如：测得混合含量为4，瓦斯含量为3，则二氧化碳含量为(4一3)×0.9550.955。 误差的表征准确度与精密1、准确度： 表示在一定的测量精度条件下多次测定的平均值与真实值之间的符合程度。它们之间的差值越小，

15、则分析结果的准确度越高。一般用相对误差来表示度 2、精密度： 表示在一定的实验条件下，反复多次测定样品，其测定结果的相近程度。它反映了数据的离散程度，可用标准偏差来表示。误差的表示 1）绝对误差：测量值与真实值之差 ， 2）相对误差：绝对误差占真实值的百分比， 3）相关说明： （1）若为多次测量，则测量值通常为各次测量的平均值。 （2）真实值从本质上来说也是相对的。 （3）绝对误差和相对误差都有正值和负值，分别表示分析结果偏高或偏低。 （4）由于相对误差能反映误差在真实值中所占的比例，故常用相对误差来表示或比较各种情况下测定结果的准确度。 例：测定某气样中氮含量为20.84%，已知真实值为20

16、.82%，求其绝对误差和相对误差。解： 绝对误差： E=20.84%20.82%=+0.02% 相对误差：注意有效数字的保留和取舍2. 偏差 1）绝对偏差：单次测量值与平均值之差（对单个数据的衡量） 2）相对偏差：绝对偏差占平均值的百分比 3）平均偏差：各测量值绝对偏差的算术平均值（对一组数据的衡量） 误差的分类按照误差的基本性质，可将误差分为三类：系统误差、随机误差和过失误差误差的减免 从误差的分类和各种误差产生的原因来看，减免误差的主要方法如下。 1对照试验2空白试验3校准仪器4.方法校正5进行多次平行测定 6.消除人为操作失误 2. 有效数字的位数1）有效数字位数包括所有准确数字和一位欠

17、准数字 例：读数20.30mL，最多可以读准三位 ，第四位欠准（估计读数）±0.012） 在09中，只有0既是有效数字，又是无效数字 例： 0.06050 四位有效数字 例： 3600 四位 3.6×103 两位 3.60×103 三位 3）单位变换不影响有效数字位数。 例：10.00mL0.001000L 均为四位 当需要在数的末尾加“0”作定位时，采用指数形式表示，否则有效数字的位数含混不清。 如：重量为25.0mg（3位），若以微克为单位，应表示为2.50×104 g （3位）。若表示为25000g ，就易误解为5位有效数字。 ）pH，pM，pK，

18、lgC，lgK等对数值，其有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，整数部分只代表该数的方次 例：pH = 11.20 两位 5）结果数据首位为8和9时，有效数字可以多计一位 例：90.0% ，可示为四位有效数字有效数字的修约规则 四舍六入五留双”的规则进行舍取。 1. 当尾数小于等于四时舍去。 在拟舍弃的数字中，若左边的第一个数字小于或等于4时，则舍去。例如，欲将14.2432修约成三位，则从第4位开始的“432”就是拟舍弃的数字，其左边的第1个数字是“4”，应舍去，所以修约为14.2。 2.当尾数大于等于六时进位。 在拟舍弃的数字中，若左边的第一个数字大于等于6时，则进一。例如26.

19、484326.5（修约为三位有效数字）。 3. 在拟舍弃的数字中，若左边的第一个数字等于5，其右边的数字皆为零时，所拟保留的末位数字若为奇数则进一，若为偶数(包括“0”)，则不进。例如： 4.在拟舍弃的数字中，若左边的第一个数字等于5，其右边的数字并非全部为零时，则进一。例如1.05011.1（修约为两位有效数字）。 5. 所拟舍去的数字，若为两位以上数字时，不得连续进行多次修约。例如，需将215.4546修约成三位，应一次修约为215。若215.4546 215.455 215.46 215.5 216，则是不正确的。 有效数字的运算规则 1. 加减法 当几个数据相加或相减时，首先依据小数点

20、后位数最少（绝对误差最大）的数据为依据，将各个数据进行整理然后再进行计算； 也可首先按照记录数据进行计算，然后对计算结果依据加减运算规则进行有效位数的修约。计算结果只能保留一位可疑数字。 2.乘除法 几个数据相乘除时，首先依据有效数字位数最少（相对误差最大）的那个数据为依据，将各个数据进行整理后再进行计算，计算结果的有效数字也保留依据值的有效位数。例1：若0.0159、12.08、3.104三个数据相乘，则应该转化为下式进行运算： 3. 有效数字计算和取舍应该注意的几点 1）使用有效数字时，在整个测量和运算过程中保持单位一致。 2）在计算过程中，为了提高计算结果的可靠性，可以暂时多保留一位有效

21、数字位数，得到最后结果时，再根据数字修约的规则，弃去多余的数字。）使用计算器计算定量分析结果，特别要注意最后结果中有效数字的位数，应根据前述数字修约规则决定取舍，不可全部照抄计算器上显示的八位数字或十位数字。4）常数的有效位数依据计算过程来确定。5）若某一数据中第一位有效数字大于或等于8，则有效数字的位数可多算一位。如8.15可视为四位有效数字。例： 9.32 × 1.563 × 3.2568 = ? 9.32 × 1.563× 3.257 = 47.45（结果保留四位有效数字） 6）在计算中，经常会遇到一些倍数、分数，如2、5、10及12、15、110

22、等，这里的数字可视为足够准确，不考虑其有效数字位数，计算结果的有效数字位数，应由其它测量数据来决定。如：6，它可看作为1位有效数字；又可看作为无限多个有效数字：6.000。 例： 0.325 ×6 = ？ 0.325 ×6=1.95课堂练习1、下列论述中，有效数字位数错误的是：A. 3.24×10-2（3位） B. pH = 3.24 （3位）C. 0.420（2位） D. 0.1000（5位）答案：B、C和D2. 下面结果应以几位有效数字报出3、一同学测得某溶液的pH = 6.24，则该数据的有效数字为 2位4、某同学测得某式样中含铁量为0.923%，此数据的有

23、效数字为 4 位。 课后作业一、有效数字的修约转化下列各记录数据为四位有效数字3.1424； 0.52663；3.2156； 0.38767；5.6235； 4.6245；10.2450； 10.2350；3.85452； 2.6845006二、有效数字的运算按照有效数字运算规则，计算下列各式： 1偏差 1）绝对偏差 ：单次测量值与平均值之差（对单个数据的衡量） 2）相对偏差：绝对偏差占平均值的百分比3）极差：测定的数据中，最大值与最小值之差4）平均偏差：各测量值绝对偏差的算术平均值（对一组数据的衡量） 5）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比 2标准偏差 1）标准偏差： 标准偏差又称均方根

24、偏差。当测定次数趋于无穷大时，总体标准偏差表达式2）相对标准偏差（变异系数例2：分析铁矿中铁的含量，得如下数据：37.45% ，37.20%，37.50%，37.30%，37.25%。算该组数据的平均值、平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。课后作业精确度和准确度的计算 某一标准样品，其浓度为0.750mg/L，以气相色谱法对其进行5次测定，其测定值分别为0.755 mg/L，0.754 mg/L，0.752 mg/L，0.755 mg/L，0.753 mg/L，求其1.算术平均值，2.几何平均值，3.绝对误差，4.相对误差，5.绝对偏差，6.相对偏差，7.极差，8.平均偏差，9.相对平均偏差，1

25、0.标准偏差，11.相对标准偏差。（计算过程中注意有效数字的保留，注意概念和单位） 5. 实例（让学生动手计算例题，掌握作题步骤。）例：测得一组数据共六个, 分别为49.69；50.90, 48.99；51.23，51.47；48.80.计算置信区间，并描述置信区间与真值的关系(置信水平)。离群值的取舍测评2. Q检验法3. T检验法课外作业1. 置信区间 某组分的测试结果如下：28.62，28.59，28.51，28.48，28.52，28.63，求置信水平为90和95时平均值的置信区间, 并描述置信区间与真值的关系。2.离群值的取舍 Q检验法 某次测定数据结果如下：2.01，1.92，2.

26、03，2.00，2.02，2.04，试采用Q检验法分析最小值1.92是否应该保留（置信水平为90）3.离群值的取舍 T检验法 某一样品的测试结果如下：4.41，4.49，4.50，4.51，4.64，4.75，4.81，4.95，5.01，5.39，试采用T检验法分析最大值5.39是否应该保留。（置信水平为95） 3.线性回归方程的建立步骤第一步：将已知数据进行整理并计算相应参数，具体如下表所示：第二步：按照P60的式324计算回归直线的斜率b第三步：计算回归直线的截距a。第四步：建立回归方程，注意回归方程计算出来的为理论预测值，与测试值是两个概念。相关系数的定义： 回归直线的斜率与自变量标准

27、偏差之积与因变量标准偏差之比。 回归偏差的计算1）含义：回归曲线是表示测定数据的大致发展趋势，测定值与回归方程的计算值之间不可避免的存在一定的偏差，如何判定出现的偏差在合理的范围内，这就是回归偏差的计算。2）数学表达式：四、实例计算1解：1. 数据整理计算 2. 计算回归方程 3. 做回归直线 注意：由于截距a0.0023，故回归直线应通过点（0，0.0023） 4. 计算相关系数r若取置信水平为95，f=n-2=5-2=3，查表可得临界相关系数为0.878，由于计算的相关系数0.9994>0.878,因此该方程线性相关性很好。 5. 计算回归偏差五、课后作业 题1 用分光光度法测定标准

28、溶液，其测试值如下，试求溶液吸光度和浓度的回归直线方程浓度/C0.0200.0400.0600.0800.1000.120吸光度/A0.1250.1870.2680.3590.4350.511 题2 某次测定数据如下，求回归方程式、相关系数、回归估计偏差区间。X0.501020406080100Y2.1242.9293.34172.90280.46360.02463.58气相色谱法 分配过程：组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或者溶解、挥发的过程叫做分配过程 色谱法分类 1、按照流动相和固定相的状态 流动相可为气体或液体；固定性可为固体吸附剂或固定液，因此可有四种组合方式：气相色谱分为气

29、固色谱，气液色谱液向色谱分为液固色谱，液液色谱气相色谱法的基本理论 一、常用术语 主要对色谱峰的特性进行描述： 以时间为横坐标，以物理量的大小为纵坐标所绘制的曲线称为流出曲线，曲线上突起的部分就是色谱峰。常用术语：1）基线（base line） ：在操作条件下，仅有纯载气（流动相）进入检测器时的流出曲线。2）峰高(peak height) ：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高。用h表示。3）峰面积(peak area) ：色谱峰的面积称为峰面积，用A表示。）波峰宽度参数 组分的分配： 待测组分在固定相和流动相之间发生的吸附，脱附或溶解，挥发的过程叫做分配过程。 1）分配系数K 定义：在一定

30、温度下，组分在两相之间分配达到平衡时的浓度（g·mL-1）比称为分配系数，以K表示。 5、柱效能指标 色谱柱的效能用理论塔板数n和理论塔板高度H来表示。 1）理论塔板数Y波峰宽度，4；Y1/2半波峰宽度,2.355；TR保留时间 理论塔板高度的表示：柱长L除以理论塔板数nn，H可作为描述柱效能的一个指标。可见，色谱峰越窄，塔板数n越多，理论塔板高度H就越小，此时柱效能越高. 2）有效塔板数和有效塔板高度 由于死时间不参与分配，因此用调整保留时间代替理论计算中的保留时间 有效塔板数和有效塔板高度较为真实的反应了柱效能的好坏。 成功处：解释流出曲线的形状（呈正态分布）、浓度极大点的位置以及计算评价柱效能等方面。 不足处：基本假设是不当 。 2、范氏方程 u载气流速 A涡流扩散项，A2dp 填充不规则因子，dp填充物颗粒平均直径。 B分子扩散项，B2rDg r与填充物有关的因子，Dg组份在载气中的分子扩散系数。 C传质阻力项 u一定时，只有A，B，C较小时，H才能较小，塔板数越多，柱效能才能较高。 气液色谱柱主要是固定液和担体的选择。 对担体进行预处理的方法 （1）酸洗；用于处理担体表面的金属氧化物。 （2）碱洗；用于处理担体表面的氧化铝等酸性作用点。 （3）硅烷化；用于处理担体表面的氢键结合能力，改进担体性能。 （4