当前位置: 首页 > 期刊 > 《海军医学杂志》 > 2000年第3期
编号:10285566
新型导弹驱逐舰舱室大气组份的定性定量分析
http://www.100md.com 《海军医学杂志》 2000年第3期
     作者:汪南平 肖存杰 常家文 王腾蛟 罗修裕 沈咏洁 张林根 王晓侠 查友棋

    单位:汪南平 肖存杰 常家文 王腾蛟 罗修裕 沈咏洁(海军医学研究所,上海 200433);张林根 王晓侠 查友棋(海军某工程办公室,上海 200011)

    关键词:全封闭舰艇;舱室大气组份;定性分析;定量分析

    海军医学杂志000304 [摘要] 目的:新型导弹驱逐舰因其“全封闭”的特点,使舱 室大气组份复杂,浓度差异,只有 对其进行全面的定性定量测定,才能正确给予卫生学的分析与评价。方法:随舰两次试航,现 场采样测定及现场浓缩采样测定,作定性定量分析。结果:定性出该 舰舱室大气组成178种,定 量测定40种组份的浓度,取得数据2 200个。结论:该舰舱室大气组 份数量明显少于其它封闭型舰艇及潜艇,各组份浓度符合水面舰艇容许浓度标准。

    [中图分类号] R821.81 [文献标识码] A
, 百拇医药
    [文章编号 ] 1009-0754(2000)03-0203-04

    Qualitative and Quantitative Analysis of the Air Components in the Compartments of a New Type Guided Missile Destroyer

    WANG Nan-ping, XIAO Cun-jie, CHANG jia-wen, et al

    (Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433, China)

    Abstract: Objective:Due to complexity a nd concentration variety of chamber gases i n the completely closed compartments of the new type guided missile destroyer,hy gienic analysis and assessment could only be made through overall qualitative a n d quantitative measurement of gas components. Methods:Fiel d sampling and concen trated field sampling during the two shake-down cruise of the ship were made an d analyzed qualitatively and quantitatively. Results:Measur ements of air composit ion in the vessels found 178 kinds of gases qualitatively and quantified the con centrations of 40 kinds of gases, and 2 200 data were obtained. Concl usion:The num ber of gas components in the vessels was significantly less than that of other closed ships and submarines, and concentrations of each gas component conformed to the standard of surface ships.
, 百拇医药
    Key words: closed ship; air quality in compartments; quali tative analysis; quantitative analysis

    新型导弹驱逐舰是我海军主要作战舰船,因其“全封闭”的环境特点,对舱室空气质量产生不 同影响,致使舱室大气组份复杂,浓度差异,只有对其进行全面的定性定量测定,才能正确给予 卫生学的分析与评价。

    1 方 法

    1.1 采样

    1.1.1 采样方法 ①无机气体及某些有机组份(氟氯烷烃等):现场用常压取样;②低浓度的 苯酚、甲醛及丙烯醛:用有特殊选择性的化学吸收液现场浓缩采样;③低浓度的有机组份(总 烃、芳烃等):选用了7种有相应特效吸附作用的有机担体作吸附剂,现场大体积浓缩采样(见 表1)。
, http://www.100md.com
    表1 浓缩采样吸附剂的名称及吸附作用 序号

    吸 附 剂

    吸 附 组 份

    1

    Chromosorb 101

    总烃、芳烃、醇类

    2

    Chromosorb 102

    总烃、酮类、酯类、卤代烃

    3

    Chromosorb 103

    酮类、醇类、卤代烃
, 百拇医药
    4

    GDX 101

    卤代烃、酚类

    5

    GDX 103

    烃类、芳烃类

    6

    Tenax GC

    各类组份

    7

    活性炭

    正十~十七碳烃、三甲苯、异丙苯、正丁苯、氯苯等

, 百拇医药     1.1.2 采样位置(全舰不同舱室部位共50个点)的选择原则 ①采样点分布在全舰同一水平 高度的不同处:如主甲板下一层就同在机电集控舱等6处采样;②采样点分布在全舰纵向高 度的上、中、下共7个层面;③采样点既有工作舱(主工作舱及一般工作舱),又有居住舱(干 部舱及士兵舱);④既有通风、空调等环境条件较好的舱室(如主驾驶舱、机电集控舱),又 有条件较差的舱室(如冷冻机舱、污水处理舱)。

    1.1.3 采样时间(不同工况) ①出海航行及锚泊码头分别采样;②刚起航(早上)、航行途 中(中午)及返航时(晚上)分别采样;③舱室内人员较多及较少时分别采样。

    1.2 测定(按照参考文献[1])

    1.2.1 测定方法 ①氧气、一氧化碳(2种):在现场直接用小型单一仪器定性定量。②氨、 二氧化碳等(9种)组份:在现场用快速简便的检气管定性定量。③苯酚、甲醛及丙烯醛(3种) :用化学比色法定性定量,苯酚用4-氨基安替比林显色法;甲醛用乙酰丙酮显色法;丙烯醛 用色氨酸显色法。④氟氯烷(3种)、卤代烃(7种)、芳烃(6种)、醇类(4种):用随舰携带的气 相色谱仪现场定性定量。⑤低浓度有机组份:在现场用吸附剂浓缩采样,回实验室经热解析 后用气相色谱-质谱-计算机联用仪定性;其中总烃、醇、酮等6种组分用气相色谱法定量。
, http://www.100md.com
    1.2.2 测定条件 ①有机组份(定性)浓缩采样后的解析条件:用活性炭吸附采样后倒入离 心管,加二硫化碳(没过活性碳表面)浸泡120 min后用压缩空气慢吹液面,直至二硫化碳挥 发浓缩至0.5 ml,进行浓缩液分析。其余见表2。②有机组份定性分析条件:JMS-D300气相 色谱-质谱-计算机联用仪(JEOL),OV-1柱25 m×Ф0.25 mm弹性石英毛细管柱,入口温度: 10 ℃,柱温:25~220 ℃(进样3 min后以5 ℃/min升至结束),载气:氦1.0 kg/cm2 ,尾吹:0.8 kg/cm2,其余为质谱常规分析条件。③氟氯烷(3种)、卤代烃(7种)定量分 析条件:104型气相色谱仪(双柱双气路),电子捕获检定器,捕获电压7 V,柱温76 ℃ ,衰 减1/2,灵敏度8。④芳烃(6种)、醇类(4种)定量分析条件:77-1型便携式气相色谱仪(双柱 双气路),柱温76 ℃,氩离子化鉴定器,极化电压745~782 V。⑤总烃、酮、醇等(6种)热 解后定量分析条件:103型气相色谱仪(双柱双气路),氢焰鉴定器180 ℃,入口180 ℃,柱 温130 ℃,氮气15 ml/min,氢气80 ml/min,空气250 ml/min。表2 浓缩定性采样吸附剂热解条件 吸附剂名称
, http://www.100md.com
    温度(℃)

    时间(min)

    体积(ml)

    方法

    Chromosorb系列

    230

    10

    50

    氮气反向解析

    GDX系列

    200

    10

    50
, http://www.100md.com
    氮气反向解析

    Tenax GC

    250

    10

    50

    氮气反向解析

    1.3 航行条件 经现场测定,该舰舱室通风效率高、换气量大,且空调 系统工作良好,温、湿度适宜。

    2 结 果

    2.1 定性分析结果 两次试航在该舰不同舱室的12个点,用7种不同的 有机担体现场浓缩采样35个,定性出该舰两次试航时舱室大气中有有机组份167种;用检气 管现场定性出无机组份11种,共计178种。

, 百拇医药     2.2 定量分析结果 两次试航中对该舰不同部位50个点的舱室大气中的 40 个组份的浓度进行了现场定量分析或现场浓缩采样、实验室定量测定,获得有效数据共2 20 0个,明确了该舰舱室大气中15种主要组份浓度波动范围及变化规律(见表3)。

    表3 新型导弹驱逐舰舱室大气15种主要组份浓度波动范围 组份名称

    浓度范围

    mg/m3(*%)

    水面舰艇卫生标准[3]

    mg/m3( *%)

    检测下限

    mg/m3(*%)
, 百拇医药
    氧

    20.4~20.9

    19~21

    0.1

    氢

    未检出~0.9

    2.0

    0.3

    二氧化碳

    未检出~0.2(0.3)

    0.2

    0.05
, 百拇医药
    一氧化碳

    0.9~6.4

    28.6

    0.1

    二氧化氮

    未检出~1.9

    1.9

    0.2

    二氧化硫

    未检出

    3.9

    0.5

    硫化氢
, 百拇医药
    未检出~0.3

    0.4

    0.07

    总烃

    1.6~27.8(浓缩取样)

    150

    4.1

    氨

    未检出~2.1

    14.0

    0.07

    甲醛

    未检出
, http://www.100md.com
    0.6

    0.03

    苯

    未检出~1.9

    6.4

    0.02

    甲苯

    未检出~4.0

    39.5(常潜);

    10.2(核潜)

    0.03

    二甲苯

    未检出~1.4
, http://www.100md.com
    30

    0.09

    氟里昂-11

    未检出~0.6

    /

    0.003

    氟里昂-12

    未检出~0.4

    5 000

    0.05

    氟里昂-113

    未检出~38.36

    /
, 百拇医药
    0.04

    注:“#”30人在现场;“*”浓度单位为“%”;“/”为无相应标准。表4 3种型号舰船舱室大气组份数及分类数 舰 型

    服役年限(年)

    (至测定时)

    测定时间

    定性组

    份总数

    组份分类及数 量

    甲舰

    (开放式)

    18

    1995年11、12月各一次
, 百拇医药
    118

    脂肪烃64,芳香烃10,醛1 ,卤代烃8,多环芳烃10,其它15,无机物10

    乙舰

    (封闭式)

    1

    1995年3、4月各一次

    163

    脂肪烃90,芳香烃31 ,醇1,醛2,含氮有机物2,酮2,卤代烃7,硫化物1,多环芳烃18,无机物9

    本舰

    (全封闭)

    1995年6月第一次试航
, http://www.100md.com
    161

    脂肪烃84,芳香烃27(芳香醛1) ,醇1,酯1,酮3,卤代烃6,酚3,氟里昂3,硫化物1,多环芳烃9,其它12,无机物11

    -

    1995年12月第二次试航

    125

    脂肪烃58,芳香烃29(芳香醛2),醇1 ,酯1,酮3,卤代烃5,氟里昂5,硫化物1,多环芳烃9,其它2,无机物11

    两次试航定性综合*

    178

    脂肪烃90,芳香烃32(芳香醛2),醇1,酯1,酮3 ,卤代烃6,酚3,氟里昂5,硫化物1,多环芳烃12,其它13,无机物11
, 百拇医药
    注:“*”重复的组份计数为一种,不重复的组份分别计数

    在首次试航期机电集控舱内某时因有30多人在场,二氧化碳浓度曾达0.3%。后来人员减 少,浓度下降至0.2%。当人员再少或舰停靠码头时浓度即降至0.03%。

    2.3 评价 新型导弹驱逐舰舱室大气中污染组份的类别及数量明显少于 其它水面舰船(见表4),更少于潜艇[2]。且污染组份的毒性等级较低,所占比例 也较少(见表5)。

    该舰各舱室大气中二氧化碳等15种组份的最高浓度及主、辅机舱、士兵住舱中10 种组份的最高浓度均未超过水面舰艇舱室空气组份容许浓度[3];该舰试航期中某 些组份的浓度甚至还低于其它水面舰船(见表6)。表5 新型导弹驱逐舰舱室大气有机组份比例及毒性等级 类 别

    数量(Z)
, http://www.100md.com
    Z/∑(%)

    毒性等级

    脂肪烃

    90

    51

    低毒和微毒

    芳香烃

    32

    18

    苯中等毒性、三甲苯微毒、其余低毒

    芳香醛

    2

    1.1
, http://www.100md.com
    毒性较低

    多环芳烃

    12

    6.7

    萘、氢化萘低毒

    酚

    3

    1.7

    苯酚高毒、其余低毒

    卤代烃

    6

    3.4

    低毒或中毒
, 百拇医药
    酯

    1

    0.6

    邻苯二甲酸二甲酯微毒

    酮

    3

    1.7

    丙酮微毒,其余低毒

    醇

    1

    0.6

    乙醇微毒,其余低毒

    硫化物
, http://www.100md.com
    1

    0.6

    低毒

    氟氯烷

    5

    2.8

    低毒

    萜烯及其它

    13

    7.3

    低毒

    注:“*”芳香醛2种已在芳香烃中计数表6 3种型号舰船的主、辅机舱及士兵舱中10种组份最高浓度(mg/m3) 组 份
, 百拇医药
    主机舱

    辅机舱

    士兵住舱

    甲舰

    乙舰

    本舰

    甲舰

    乙舰

    本舰

    甲舰

    乙舰

    本舰

    Ⅰ

    Ⅱ
, 百拇医药
    Ⅰ

    Ⅱ

    Ⅰ

    Ⅱ

    二氧化碳

    0.1

    0.2

    0.1

    0.07

    0.2

    0.05

    0.1

    <0.05
, 百拇医药
    0.2

    0.2

    0.2

    <0.05

    一氧化碳

    0.6

    1.1

    3.4

    1.4--

    - -

    3.4

    0.9--

    1.1
, http://www.100md.com
    5.2

    3.4

    氨------

    1.7

    <0.7----

    1.7

    <0.7

    <0.7

    0.7

    1.4

    苯--

    0.5--------------------

    甲苯--
, 百拇医药
    0.9--------------------

    二甲苯----------

    - -------------

    氟里昂-11

    0.3

    0.6--

    0.03

    2.2

    0.3--

    <0.03

    4.5

    0.8
, 百拇医药
    0.006

    <0.03

    氟里昂-12

    0.01

    0.01

    <0.3--

    0.03

    0.05

    - ---

    0.02

    0.1

    0.1

    0.3
, http://www.100md.com
    氟里昂-113

    <0.4

    <0.4--

    <0.4

    <0.4

    <0.4

    - -

    0.5

    <0.4

    <0.4

    <0.4--

    总烃

    2.4
, http://www.100md.com
    18.0

    27.8

    2.7

    4.3

    17.6

    23.7

    1.6

    2.7

    28.6

    22.9

    1.6

    注:“Ⅰ”为第一次试航:“Ⅱ”为第二次试航;“--”为未检出;“”单位为% 3 讨 论
, 百拇医药
    舰船舱室是人-机共存的特殊环境,由于各种物理及化学因素的作用,舱室大气组份复杂、 类别繁多、浓度较低,且各种组份物化性质不同,相互影响、干扰大。针对上述特点,完成 本工作的关键在于舰船舱室大气中浓度极低、性质各异的不同组份的采样及测定方法的确定 。为此,需注意以下几点。

    3.1 采样及位置、时间、工况的选择应具普遍性及代表性,保证测定结果全面真实。

    3.2 采样及测定的方法应具针对性,需视不同组份区别对待,多种方法配合使用,避免各 种低浓度组份漏测。

    3.3 色谱柱及操作条件应反复试验及筛选,为低浓度有机物浓度的正确测定创造条件。共 存于舱室大气中的多种有机物在色谱分析时有极大的干扰,通过试验筛选最佳的色谱分离柱 及操作条件就是完成复杂有机混合相中每一化合物定量的又一关键。需要在大量实验工作的 基础上,选定有特效性的色谱柱及相应的分析操作条件,才能使共存于一体的各微量组份在 分析时互不干扰、完全分离、逐一定量。

    [参考文献]

    [1] 中华人民共和国国家军用标准.潜艇舱室空气45种组份检测方法[S].GJB5 33.1989.30-88.

    [2] 中华人民共和国国家军用标准.常规动力潜艇舱室空气组份容许浓度[S]. GJB11.1992.3-91.

    [3] 中华人民共和国国家军用标准.水面舰艇舱室空气组份容许浓度[S].GJB1 1.1992.2-91.

    (收稿:2000-04-15), 百拇医药