Tehnika sigurnosti

Plinovi

Kategorije plinova

• Štetni: zagušljivi –povećanom prisutnošću čine zrak nepogodnim za disanje

• Toksi čni: otrovni – kratkotrajno ili duže izlaganje

negorivi-netoksični plin gorivi (zapaljivi) plin otrovni plin

Fizikalna svojstva plinova• Gusto ća

• Vlažnost

• Temperatura: hladan plin širi se sporije od vrućeg plina

• Grahamov zakon: brzina difuzije - što je gustoća nekog plina manja, to će brzina širenja tog plina biti veća

– koji plin se najbrže širi i (polako) izlazi iz SVAK OG spremnika?

• Barometarski tlak: manji tlak pogoduje bržoj difuziji plina

• Topljivost: svojstvo razlaganja u vodi

(neka, nama bitna) Kemijska svojstva plinova

• Gorivost – temperatura paljenja

• Eksplozivnost – koncentracija pri kojoj dolazi do detonacije

– koji uvjeti?

Granične vrijednosti izlaganja: SAD – R. Hrvatska

• Threshold Limit Value (TLV) – terminološki odgovara (M DK): Koncentracija plina u atmosferi radnih prostorija kojoj osoba može biti izložena 8 sati dnevno, 5 dana u tjednu bez ikakvih dosad poznatih štetnih posljedica.

• Ceiling Limit – grani čna vrijednost: Maksimalna koncentracija plina kojoj osoba smije biti kratkotrajno izložena (≈ R.H. KDK –kratkotrajno dopustiva konc.)

• Immediately dangerous to life or health (IDLH) – Tren utno opasna po život ili zdravlje: Maksimalna koncentracija plinakoju u slučaju havarije osoba može podnijeti povlačeći se iz ugroženog prostora bez nepovratnih štetnih posljedica po život i zdravlje.

Mjerenje koncentracije plinova

Parts Per Million (PPM) – Najpreciznije mjerenje onečišćivača u atmosferi.

% PPM

1,0 ........................................10.000,1 .....................................… 1.000 ,01 ...................................… 100,001 ..................................… 10,0001 ................................… 1

• Kemijska formula: -• Gusto ća: 1,293 [kg/m3]; (0°C; 1,01 bar)• Izvor: Atmosfera• Karakteristike: bez boje, mirisa i okusa• Čisti zrak na razini mora sadrži:

– Kisik...................... 20,94 %

– Dušik..............…... 78,09 %

– Argon …................ 0,94%

– Ugljikov-dioksid...... 0,03%

ZRAK

ZRAK

Kisik

– Kemijska formula: O2.

– Gusto ća: 1,428 [kg/m3].

– Izvor: atmosfera (???)

• otkud kisik????

– Karakteristike: bez boje (plave boje ukapljen), mirisa i okusa, ne gori i nije eksplozivan

– Napomene:

• element (ne spoj)

• podržava gorenje

• kada se neki drugi plin uvede u atmosferu umjetne sredine kao što je rudnik ili tunel, kisik obično biva istisnut što izaziva gušenje

10

Postotak kisika Efekt• 21% Najlakše disanje

• 19,5% Zakonom propisani minimum (SAD)

• 17% Dublje i ubrzano disanje

• 16,25% Kritični zakonom propisani minimum (SAD)

• 15% Vrtoglavica, šum, ubrzani puls, glavobolja, zamagljeni vid

• 9% Gubitak svijesti

• 6% Koma, klinička smrt– normalan život, uz prilagodbu, moguć do 12%

12

utrošak kisika:• odmor, sjedenje 0,3 do 0,4 dm3/min • hodanje 0,6 do 0,8 „• brzo kretanje i normalan rad 0,8 do 1,2 „• srednje težak fizički rad 1,2 do 1,8 „• težak fizički rad 1,8 do 2,4 „• vrlo težak fizički rad 2,8 do 4,0 „

Dušik

– Kemijska formula: N2.

– Gusto ća: 1,2505 [kg/m3].

– Izvor: atmosfera

– Karakteristike: plin bez boje, okusa i mirisa, teško topiv u vodi, ne gori i nije eksplozivan

– Napomene:

• element (ne spoj)

• ne podržava gorenje!!!

• zagušljiv! (pri povećanoj koncentraciji… kako njegova koncentracija raste u postotku se automatski smanjuje koncentracija kiskika…)

13

14

Dušik

• Nekad se koristio za punjenje žarulja– zašto??

• Tekućina na −195.79 °C– čuvanje čega?

• Punjenje automobilskih i guma na avionima– zašto???

15

Ugljikov -dioksid

– Kemijska formula: CO2

– Gusto ća: 1,9768 [kg/m3]– Ceiling Limit: 1,5% (KDK: 30,000 ppm)– IDLH: 50,000 ppm– MDK: (radno mjesto): 0,5%, (izlazna zrač. struja): 0,75%– Izvor: produkt potpunog sagorijevanja, karbonizacija ugljena– Karakterisitike: bez mirisa i boje, kiselkastog okusa u konc.

iznad 10%– Napomena:

• zagušljiv• u većim količinama djeluje otrovno, pa se u međunarodnoj

klasifikaciji tretira kao otrovni plin• „suhi led” -78 °C

Ugljikov -dioksid• spoj!• gušći od kisika!

– bunari i dna prostorija?• u podzemnim rudnicima pojavljuje se na tri na čina:

– običnim izdvajanjem,– isticanjem tzv. puhačima, – iznenadnim prodorom (izbojem).

• rudnik „Fontau“, Francuska, (1921.) – izbojem CO2 zaplinjeno 34 km podzemnih prostorija (izboj je pomaknup 5.000 t ugljena i 600 t jalovine)

• rudnik ugljena „Ujlak“, Mađarska, (1937.) – izboj 500.000 m3 CO2 i 200 t materijala

• u podzemnim radovima dozvoljen je rad kod 1% CO2, opasnost je kod 4%, kod 10% nastupa nesvjestica i kod 20 do 25% nastupa smrt

Ugljikov monoksid– Kemijska formula: CO– Gusto ća: 0,967 [kg/m3]– Potrebno je 6% O2 da dođe do paljenja– Temp. paljenja: 593o C– Granice eksplozivnosti smjese: 12.5-74%– TLV: 50 ppm (MDK: 30 ppm)– Ceiling Limit: 200 ppm (KDK: 400 ppm)– IDLH: 1500 ppm– Izvor: nepotpuno sagorijevanje, dizel i benzinski motori,

eksplozije, požari…– Karakteristike: bez boje, okusa i mirisa, otrovan i zapaljiv– Djelovanje na organizam : 300 puta brže se veže na

hemoglobin od kisika formirajući karboksilhemoglobin koji sprečava dopremu kisika u stanicu

Ugljikov –monoksid% Zasićenosti krvi

Simptomi

1-10 Nema (svakodnevne količine)

10-20 Napetost uzduž čela, blaga glavobolja

20-30 Glavobolja, pojačani i ubrzani puls

30-40 Teška glavobolja, slabost, mučnina, nesvjestica

40-50 Isto kao gore samo jače izraženo

50-60 Koma 60-80 Smrt

20

• jako otrovan!!!• rudnik „Kakanj” – eksplozija metana (1965.), 128 poginulih radnika • od opekotina i oderotina je poginulo samo 38 radnika, a od ugljičnog

monoksida 90 radnika koji su krenuli van (čuli su eksploziju, u jednom uskopu su ih našli poredane jednog pored drugoga)

Vodik– Kemijska formula: H2

– Gusto ća: 0,09 [kg/m3]– Potrebno je 5% kisika da dođe do paljenja– Granice eksplozivnosti smjese: 4,1-74%– Temperatura paljenja: 554o - 610o C

– Izvor: voda na vatre visokih temperatura, akumulatorsko punjenje

22

Sumporovodik– Kemijska formula: H2S– Gusto ća: 1,5392 [kg/m3]– Temp. paljenja: 371o C– Eksplozivan u koncentracijama 4,3-45,5% – TLV: 10 ppm (MDK: 10 ppm)– Ceiling limit: 15 ppm (KDK: 15 ppm)– IDLH: 300 ppm– Izvor: rastapanje sumpora u vodi u slabo

vjetrenim prostorijama…– Karakteristike: bezbojan, slatkastog okusa, miris

pokvarenih jaja– Djelovanje na organizam : paraliza respiratornog

sustava, djeluje na centralni živčani sustav

Sumporovodik– Izvor: rastapanje sumpora u vodi u slabo

vjetrenim prostorijama…• vulkanski plin• prirodni plin• otopljen u vodi• (bakterijsko) raspadanje organske tvari

– Otrovan, korozivan, zapaljiv i eksplozivan!– Britanci – kao bojni otrov u I.sv ratu

Ugljikovodici• Metan

– Kemijska formula: CH4

– Gusto ća: 0,7168 [kg/m3]– Potrebno je 12,5% O2 da dođe do paljenja

– Granice eksplozivnosti smjese: 5 -14% sadržaja metana

– Temperatura paljenja: 593o-704o C– Izvor: spojevi ugljika u raspadanju u sredini bez prisutnosti kisika (anaerobna

razgradnja organske tvari)

– Karakteristike: bez boje, mirisa i okusa

• Teški ugljikovodici– Etan Propan Butan– C2H6 C3H8 C4H10

– 1,36 2,02 2,6

– 3,0-12,5% 2,12-9,35% 1,86-8,41%

26

• jedan od najopasnijih sastojaka atmosfere u ležištima ugljena, soli i nekih drugih mineralnih sirovina (glina, pri proboju tunela; npr. Karavnke, Chifa-Arbil u Alžiru, u istočnoj Bosni i dr.

• Metan se može pojaviti kao i CO2 :• konstantnom ekshalacijom iz produktivnog sloja, krovinskih i podinskih slojeva,• isticanjem po pojedinim sektorima tzv. „puhači”,• izbojem.

• sustav za vjetrenje se određuje prema konstantnoj ekshalaciji, može se povećati za „puhače” oko 20% ali ne možemo predvidjeti izboje-oni se moraju spriječiti.

• na radilištu ga smije biti do 1%, iznimno 1,5%.

• puno je rjeđi od zraka pa se nakuplja u višim dijelovima prostorije• „metanske trake” – mogu eksplodirati pod izvorom nekog paljenja (iskra od elektr.

energije najčešće, minerski radovi i dr.)

„Nemetanska jama je u kojoj ni u jednoj separatno i protočno provjetravanoj prostoriji nema u jamskom zraku prirodno izdvojenog metana više od 0,1%, a kad se provjetravanje obustavi, koncentracija metana ni nakon 24 sata nije prešla granicu 1%“.

„Pike River”, Novi Zeland (2012)

27

Acetilen– Kemijska formula: C2H2

– Gusto ća: 1,178 [kg/m3]– Granice eksplozivnosti smjese: 2,4-83%– Temperatura paljenja: 305o C– Izvor: zagrijavanje metana u atmosferi s malim

sadržajem kisika

Dušikovi oksidi

– Kemijska formula: NO x (NO2, NO)– Gusto ća: 2,055 [kg/m3]; 1,340 [kg/m3]– TLV (NO2): 1 ppm (MDK: 3 ppm)– Ceiling Limit (NO 2): 3 ppm– IDLH (NO2): 50 ppm– MDK (NO): 25 ppm– Izvor: nusprodukti miniranja, emisija dizel

mehanizacije– Karakteristike: miris spaljenog baruta, u visokim

koncentracijama crvenkasto-smeđe boje– Djelovanje na organizam : stvaraju dušičnu kiselinu

u plućima što uzrokuje neizlječiva plućna oboljenja• otrovni, zapaljivi i eksplozivni

Sumporov – dioksid– Kemijska formula: SO2

– Gusto ća: 2,85 [kg/m3]– Izvor: gorenje sulfidne rude, dizel emisije, požari na

jalovištu– TLV: 5 ppm (MDK: 4 ppm)– Ceiling Limit: 10 ppm– IDLH: 100 ppm– Karakteristike: tžak miris po sumporu– Djelovanje na organizam : jednako kao i dušik-

dioksid (otrovan!)

Dim

• Suspenzija sitnih čvrstih čestica i tekućine u zraku koja nastaje kao posljedica gorenja

• Emisija dizel mehanizacije• Nusprodukt gorenja transportnih traka• Čestice ugljena• Obično su prisutni zagušljivi i otrovni plinovi• Može biti karcinogen