تجهیزات تشخیصی تخصصی مواد خطرناک

تجهیزات تشخیصی تخصصی مواد خطرناک

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 19

فهرست:

• اسپکتروسکوپی ارتعاشی (Vibrational Spectroscopy)
• دستگاه FTIR
• اسپکتروسکوپی رامن (Raman Spectroscopy)
• مقایسه تکنولوژی Raman و FTIR
• اسپکتروسکوپی مادون قرمز (Infrared Spectroscopy)
• دتکتور جیوه (Mercury Detector)
• کیت HAZMAT™
• نوارهای تست (Test Strips)
• کاغذهای تست آب یاب (Water Finding Test Paper)
• نمونه‌برداری از بشکه‌ها (Drum Sampling)
• گرماسنج مادون قرمز (Infrared Thermometers)

مقدمه

این بخش درباره گروهی از تجهیزات تشخیصی بحث می‌کند که استفاده‌های تخصصی دارند. زمانی که مشخص شد ماده‌ای دارای ریسک آتش‌سوزی، سمیت، خورندگی یا هر ریسک دیگری است، لازم است که تشخیص‌های دیگری هم انجام شود. استفاده از سایر وسایل تشخیصی بخشی از این نظام مطالعاتی است. گزینه‌های زیادی برای تشخیص وجود دارند. برخی از آن‌ها ارزان قیمت اند در حالی که هزینه برخی دیگر از تجهیزات تشخیصی بسیار بالاست. برخی دارای استفاده راحتی بوده و بعضی هم بسیار پیچیده هستند. وسیله‌ای دارای کاربرد راحت فرض می‌شود که پس از آموزش‌های اولیه، فرد بتواند با آن دستگاه، تشخیص‌های اولیه و اصلی را انجام دهد. اگر کار با وسیله‌ای راحت نبوده و کار با آن خیلی مشکل، پیچیده یا فنی باشد، برای کاربرد در صحنه اضطراری مناسب نیست. معمولاً، هنگامی که کار با وسیله‌ای سخت باشد، فقط افراد یا تکنسین‌های خاصی می‌توانند با آن تجهیز کار کرده و نتایج آن را بفهمند. در بیشتر موارد، زمانی که به این تجهیزات نیاز است، خارج از عملیات بوده یا کسی نمی‌تواند با آن‌ها کار کند.

اسپکتروسکوپی ارتعاشی (Vibrational Spectroscopy)

در پاسخ‌های اضطراری، اسپکتروسکوپی ارتعاشی حاوی دو تکنولوژی محبوب است: فوریر ترانسفورم اینفرارد (FTIR)  و اسپکتروسکوپی رامن (Raman Spectroscopy). هر دوی آن‌ها در تولید طیف پاسخ یا به اصطلاح “اثر انگشت ماده” شبیه به هم عمل می‌کنند. این دستگاه‌ها بر اساس این تئوری عمل می‌کنند که همه مولکول‌ها در حال حرکت و ارتعاش هستند. ممکن است تصور شود که هر دو دستگاه یکی هستند اما در واقع این دستگاه‌ها مکمل هم هستند. واحدهای FTIR در تشخیص مواد ناشناخته مربوط به حادثه پودر سفید در سال ۲۰۰۱ رخ داد و به حمله سیاه زخمی مربوط می‌شد بسیار کمک کردند. واحدهای رامن هم در حوادث مشابه دیگری در امر تشخیص مفید بوده‌اند.

دستگاه  FTIR

یکی از خلاقانه‌ترین وسایل تشخیصی در کاربردهای فوری و اضطراری، دستگاه‌های FTIR هستند. در میان مدل‌های مختلفی که در بازار وجود دارند، دستگاه HazMat ID بهتر از بقیه مورد استقبال گرفته است (شکل ۱).

شکل ۱- دستگاه HazMat ID یک وسیله FTIR جهت تشخیص بسیاری از جامدات و مایعات است.

این وسیله برای تشخیص مواد جامد، لجن‌ها و مایعات استفاده دارد. دستگاه آن هم Gas ID است که برای تشخیص گازها و بخارات طراحی شده و وسیله‌ای است که می‌تواند جایگزین دتکتور تیوب‌ها شود (شکل 2).

شکل ۲- دستگاه Gas ID جهت یک وسیله FTIR برای تشخیص گاز

 دستگاه  HazMat ID: نسخه پیشرفته TravelerIR است. اگرچه FTIR تکنولوژی نوید بخش و خوبی است، اما مثل همه وسایل تشخیصی دارای معایبی است. دستگاه FTIR نمی‌تواند هر ماده‌ای را تشخیص دهد. داشتن اطلاعات کمی از علم شیمی به پاسخ‌دهندگان حوادث کمک می‌کند تشخیص دهند چه ماده‌ای توسط FTIR قابل تشخیص هست و چه ماده‌ای نیست. نوع پیوند مولکولی مشخص می‌کند که آیا FTIR می‌تواند ماده را شناسایی کند یا خیر. دو نوع پیوند مولکولی وجود دارد: یونی و کووالانت. همه مواد با یکی از این دو شکل به هم مرتبط اند. در یک پیوند یونی، تبادل الکترون صورت می‌پذیرد، یک اتم الکترون را از دست می‌دهد تا به اتم دیگری به اشتراک بگذارد. در پیوندهای کووالانتی، الکترون توسط هم دو اتم به اشتراک گذاشته است. هنگامی که اتم‌ها الکترون‌ها را به اشتراک می‌گذارند از خودشان حرکتی نشان می‌دهند که ارتعاش مولکولی نامیده می‌شود. برای انجام آنالیز، FTIR  تابش مادون قرمز را به درون نمونه ارسال می‌کند که مجموعه‌ای است از امواج با فرکانس‌های مختلف.

این امواج دارای بارهای منفی و مثبت هستند که در فرکانس‌های خاصی در حال نوسان هستند. این حرکت در اتم‌های باند شده کووالانسی ایجاد موج‌های مشابه می‌کند. زمانی که تابش مادون قرمز به اتم‌ها برخورد می‌کند، پیوندها تابش را جذب می‌کنند که سبب تولید پیک‌هایی در طیف مادون قرمز می‌شود. پیک‌های تولید شده با کتابخانه داخلی که مشتمل بر هزاران پیک است مقایسه شده و ماده تشخیص داده می‌شود. هرچه پیک منطبق‌تر با ماده مرجع باشد، تشخیص دقیق‌تر خواهد بود. هرچه اطمینان بیشتر باشد، گزارش دستگاه بالاتر خواهد بود. بالاترین ضریب همبستگی دستگاه HazMat ID برابر با 0.99 است. شرکت Smiths Detection توصیه می‌کند که فقط نتایج با همبستگی بیش از 0.95 در تشخیص مورد استفاده قرار گیرند. حتی اگر تکنسین‌های مواد خطرناک به همبستگی‌های بالاتر هم دست پیدا نکرد می‌توانند با بررسی طیف‌ها، صحت نتایج اندازه‌گیری مواد ناشناخته را پیدا کنند.

دستگاه FTIR قادر است مواد معمول صنعتی، عوامل شیمیایی جنگی، حلال‌های آلی، مواد منفجره، آفت‌کش‌ها، داروها و ترکیبات یونی را شناسایی کند. کتابخانه HazMat ID دارای بیش از ۲۵۴۷۰ ماده شیمیایی است. یکی از محاسن برجسته این تکنولوژی این است که فرد می‌تواند پیک‌های جدیدی را به این دستگاه اضافه نماید. کتابخانه دستگاه Gas ID هم دارای ۵۵۰۰ ماده است. شرکت SensIR Technologies و به دنبال آن شرکت Smiths خدماتی را ارایه دادند که به برنامه reach-back معروف است. اگر تیم پاسخ نمونه‌ای را بگیرد و FTIR نتواند آن را شناسایی کند، فرد می‌تواند با شرکت تماس بگیرد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ روش ها و تجهیزات نمونه برداری آلاینده های شیمیایی هوای محیط کار

⇐ اندازه گیری گازها و بخارات در هوا به شیوه رنگ سنجی

⇐ سنسورهای تشخیص گازهای سمی