Karbondioksit Ölçüm Cihazı

Kimyasal moleküler bir formül olan CO2 (kısaltılmış hali), karbondioksit anlamına gelir. Karbondioksit, atmosferin doğal bir parçası olmasının yanı sıra insanların ve hayvanların metabolizmasında, fermantasyon ve yanma süreçlerinde de bulunur. Pek çok alkolsüz içecek suda çözünmüş karbondioksit içerir ve bunun sadece az bir miktarı karbonat haline gelir. Basınçlı şişe açıldığında kabarcıklar yükselir ve karbondioksit ortamdaki havaya salınmış olur. Bitkiler, fotosentez için su ve güneş ışığının yanı sıra karbondioksite de ihtiyaç duyar. Fotosentez sırasında bitkide glikoz oluşur ve üretilen oksijen çevreye salınır.

Karbondioksit zehirli olmasa da çok yüksek konsantrasyonlarda olması halinde oksijen emilimi engellendiğinden insanlar ve hayvanlar için hayati bir tehlike oluşturur. Karbondioksit, havadan daha ağırdır ve bu nedenle çukurda birikebilir; dış ortamda da sıcaklık farkları nedeniyle havadaki diğer bileşenlerle karışır.

Karbondioksitin kullanıldığı ya da daha büyük ölçüde salındığı çalışma alanlarında karbondioksit konsantrasyonu bir karbondioksit ölçüm cihazı ile devamlı izlenmelidir. Aşağıda belirtilen çalışma alanları örnek olarak verilebilir:

- Şarap mahzenlerinde ve bira fabrikalarında fermantasyon ve mayalama işlemleri 

- Fermantasyon ile gıda üretimi

- Seralar, ahırlar

- Karbondioksit ile zenginleştirilmiş soğuk depolar

- Karbondioksit ile zenginleştirilmiş koruyucu bir ortamda gıda paketleme

Karbondioksit ölçüm cihazı, sadece bu alanlarda çalışan kişilerin korunması için değil işlemlerin izlenmesi için de kullanılabilir. Karbondioksitin yoğun olduğu bir ortamda paketlenmiş gıdaların raf ömrü doğrudan karbondioksit konsantrasyonu ile ilgilidir. Fermantasyon işlemlerinde odadaki havanın karbondioksit ile zenginleştirilmesi, sürecin ilerleyişi ile ilgili sonuçların çıkarılmasını sağlar.

Öte yandan, enerji üretimi ya da atık su arıtımı için tesislerde ve yanma ya da bozulma işlemlerinde karbondioksitin olduğu atölyelerde çalışan kişilerin yüksek konsantrasyonlardan korunmaları gerekir. Özellikle kuyularda, çukurlarda, silolarda ve tanklarda ya da yer altı borularında çalışıldığında üretilen karbondioksit zemine yakın bir yerde toplandığı ve hava ile taşınıp seyreltilmediği için büyük bir risk söz konusudur. Bu tehlikeli alanlara girilmeden önce mobil bir karbondioksit ölçüm cihazı ile kontrol edilmelidir. Fermantasyon tankına bilinçsizce yapılan bir hamle bile boğulmaya neden olabilir. Tehlikeli alanlarda bulunan kişiler, sesli alarmlı bir karbondioksit ölçüm cihazı taşımalıdır. Tehlikeli alandaki işlem sırasında karbondioksit konsantrasyonu arttığında alarm tetiklenir ve böylece tehlikeli alan zamanında terk edilebilir.

Yaşam alanlarında karbondioksit, ortamda bulunan kişilerin nefes alıp vermesi ile meydana gelir. Ortamda bulunan kişi sayısına bağlı olarak karbondioksit konsantrasyonu da o kadar hızlı artar. Trafik ışığına benzer bir sinyali bulunan basit bir karbondioksit ölçüm cihazı, havalandırma işlemlerinin gerektiği gibi gerçekleştirilmesini sağlar. Mevcut havalandırma seçenekleri kullanılarak yeterli hava değişim oranları elde edilemediğinde yapısal değişiklikler ya da kullanıcı sayısında yapılan değişiklikler ile iç mekan hava kalitesi iyileştirilebilir. Karbondioksit ölçüm cihazı, yaşam alanlarında nefes alma yüksekliğine ve kullanıcılar tarafından kolayca görülebilecek ve ulaşılabilecek şekilde kurulmalıdır. Karbondioksit ölçüm cihazının ışık göstergesi ile ölçüm değerleri kolayca görülebilir ve böylece iç mekan hava kalitesinin izlenmesi kolaylaşır. Işık göstergesi yeşilden sarıya geçtiğinde bile ortamın havalandırılması gerekir. Işık göstergesi kırmızı olduğunda kısa bir sürede havalandırmanın sağlanması gerekir.

Duman ve egzoz gazlarındaki karbondioksit içeriği, yanma verimliliği derecesinin bir göstergesidir. Yanma işleminde çok fazla ya da çok az hava verilmesi durumunda yakıt en iyi şekilde kullanılamaz. Isıtma sistemlerinin ya da motorlu araçların egzoz gazı kontrolü için kullanılan karbondioksit ölçüm cihazında egzoz gazı akışındaki sabit noktalara yerleştirilmesi gereken özel problar bulunur.

Karbondioksit hem kalıcı olarak monte edilmiş yangın söndürme sistemlerinde hem de mobil yangın söndürücülerde yangın söndürme maddesi olarak kullanılır. Karbondioksit, kalıntı oluşturmadığı için özellikle sunucu sistemleri ve laboratuvarlar gibi yerler için uygundur. Ancak, karbondioksit salınımı, konsantrasyonda hayati tehlikeye neden olabilecek artışa yol açabilir. Karbondioksit ile söndürme işleminin tamamlandığı odaya solunum aparatı kullanılmadan girilecekse öncesinde karbondioksit ölçüm cihazı ile karbondioksit konsantrasyonunun kontrol edilmesi tavsiye edilir.

Havadaki karbondioksit içeriği genellikle ppm ya da hacim yüzdesi olarak ifade edilir. Ppm, milyonda bir birim anlamına gelir. Ppm, ağırlık açısından kilogram başına bir miligrama ve hacim olarak metreküp başına bir mililitreye eşittir. 

1 ppm = 1 mg/kg = 1 ml/m³ 

İç mekan karbondioksit içeriği için çalışma alanı maruziyet sınırları ve eylemleri genellikle ppm cinsinden verilir. Ölçüm aralığı, kullanıcıları uyarmak ya da sistemleri kontrol etmek için gereken değerlerle sınırlandırılabilir. Birçok teknik uygulamada, normal iç mekanlara göre daha yüksek karbondioksit konsantrasyonları ölçülür. Karbondioksit ölçüm cihazının ölçüm aralığı ve sensör türü, kullanım amacına uygun olmalıdır.

Egzoz gazları ile kirlenmemiş dış havadaki karbondioksit içeriği yaklaşık olarak %0.03 hacim yüzdesidir ve insanların bulunduğu havadaki karbondioksit içeriği yaklaşık olarak %4 hacim yüzdesidir. Tehlikeli iş yerlerinde konsantrasyon, günde en fazla 8 saat süreyle % 0.5 hacim yüzdesini ya da 5.000 ppm'yi geçmemelidir. Kısa maruziyet süreleri için (ortalama 15 dakika) maksimum 15.000 ppm geçerlidir. Bu nedenle, maruziyetin iş yeri sınır değerinin altına düşmesi durumunda karbondioksit ölçüm cihazı ile ölçülen 15 dakikadan daha uzun bir sürede ortalama %1.5 hacim yüzdesi değerinde karbondioksit değerine izin verilir.

Max von Pettenkofer, 1858'de ortak alanlarda hava kalitesinin izlenmesi için karbondioksit içeriğini referans değer olarak tanımladı. Pettenkofer'in %0.1 hacim yüzdesinin üzerindeki karbondioksit seviyelerinin havalandırılması için yaptığı öneri, yeni klinik ekoloji çalışmalarında da doğrulandı. 

Alman Çevre Ajansı’nın iç hava kalitesi yönergelerine ilişkin özel çalışma grubu, kapsamlı çalışmalara dayanarak 2008 yılında aşağıdaki hijyenik referans değerlerini önermiştir: 

- 1000 … 2000 ppm karbondioksit: hijyenik olarak göze çarpar, havalandırmanın kontrol edilmesi gerekir

- >2000 ppm karbondioksit: hijyenik olarak kabul edilemez, havalandırmanın kontrol edilmesi ve iyileştirme önlemlerinin alınması gerekir

- 800 ppm’ye kadar karbondioksit: iç mekan hava kategorisi IDA 1, yüksek iç mekan hava kalitesi

- >800 … 1000 ppm karbondioksit: iç mekan hava kalitesi IDA 2, ortalama iç mekan hava kalitesi

- >1000 … 1400 ppm karbondioksit: iç mekan hava kategorisi IDA 3, orta iç mekan hava kalitesi

- >1400 ppm karbondioksit: iç mekan hava kategorisi IDA 4, düşük iç mekan hava kalitesi

- %0.038 hacim yüzdesi, 380 ppm: Atmosferdeki mevcut karbondioksit konsantrasyonu, yani etkilenmemiş temiz havada

- %0.1 hacim yüzdesi, 1000 ppm: Pettenkofer sayısı, ofisler ve sınıflar gibi iç mekanlar için önerilen hijyenik referans değeri

- %0.2 hacim yüzdesi, 2000 ppm: İç mekan hava kalitesini arttırmaya yönelik önlemlerin uygulanacağı referans değeri

- %0.5 hacim yüzdesi, 5000 ppm: Sınırlı maruziyet süresiyle genellikle temel vücut işlevlerinde belirli bir bozulma olmaz, günde maksimum 8 saatlik sınır değeri

- %1 hacim yüzdesi, 10000 ppm: TRGS'ye göre yalnızca kısa süreli (ortalama 15 dakika) maruziyet için iş yeri sınır değeri olarak izin verilebilir. Bu süre zarfında kanın pH'ı 0.04 birim değişir ve alt normal sınır olan 7.35'e ulaşılmaz.

- %1.5 hacim yüzdesi, 15000 ppm: Yalnızca kısa süreli (ortalama 15 dakika) maruziyet için, COSHH – EH40/2005’e göre iş yeri sınır değeri olarak izin verilebilir. Solunum süresi hacmi %40'tan fazla artar.

- %2 ... 3 hacim yüzdesi, 20000 … 30000 ppm: Solunum ve nabız hızındaki artışla solunum merkezinin tahrişinde artış.

- %4 hacim yüzdesi, 40000 ppm: Solunan havanın normal CO2 içeriği. Solunan havadaki CO2 içeriği %4 hacim yüzdesinden fazlaysa, kandaki CO2 artık oksijen ile değiştirilemez ve kan dolaşımında birikir.

- %5 hacim yüzdesi, 50000 ppm: Beyinde dolaşım sorunları, baş ağrısı, baş dönmesi, mide bulantısı, kulak çınlaması, sağlığa kalıcı hasar riski.

- %8 hacim yüzdesi, 80000 … 100000 ppm: 30 ila 60 dakika içinde bilinç kaybı ve ölüm. 

- > 10 hacim yüzdesi,> 100.000 ppm: Kısa bir süre içinde ölüm meydana gelir.

Kimyasal moleküler bir formül olan CO karbonmonksit anlamına gelir. Fosil yakıtların ve biyokütlenin eksik yanmasından, orman ve çalı yangınlarından ve metan ve diğer uçucu organik bileşiklerin oksidasyonundan yüksek miktarlarda karbonmonoksit üretilir. Enerji üretiminin yanı sıra özellikle motorlu taşıt taşımacılığı, endüstriyel olarak gelişmiş bölgelerde hava kirliliğinin ana nedenlerinden biridir. Karbonmonoksit, insanlarda ve hayvanlarda oksijen alımını engelleyen ve merkezi sinir sistemini etkileyen güçlü bir solunum toksinidir. Karbonmonoksit, renksiz, kokusuz ve tatsız olmasına ek olarak öksürük ya da nefes darlığı gibi diğer solunum yolu toksinlerinde tipik olan tahrişe neden olmaz. Karbonmonoksit yanarak karbondioksite dönüşür. Havada %12.5 ile %75 hacim yüzdesi arasındaki oranlarda patlayıcı karışımlar ortaya çıkar. 

Bir kablo yangını, arızalı bir gaz ocağı ya da bir yeraltı otoparkındaki yangın, karbonmonoksit emisyonları nedeniyle tüm bina sakinlerini riske atabilir. Gaz aynı zamanda tavanlara ve duvarlara da nüfuz ettiği için karbonmonoksit kaynağından uzak olan odalar bile kirlenebilir. Alarm fonksiyonu bulunan bir karbondioksit ölçüm cihazı, zamanında uyarı vererek yüksek konsantrasyon durumunda tehlikeli alanın terk edilmesini sağlar.

Karbonmonoksit, özellikle kapalı alanlarda ve sağlığa zararlı konsantrasyonlarda yanma ya da bozulma sürecinde ortaya çıkabilir ve duyu organları ile algılanamaz. Madenciler, kanaryaların karbonmonoksite çok hassas olmalarını kullanmışlardır. Madene götürülen kuşun nefes almayı kesmesi, o bölgenin terk edilmesi gerektiği anlamına gelmekteydi. Şimdiyse iş yerine getirilen ya da burada tutulan karbonmonoksit ölçüm cihazı, zamanında uyarı verir. Ölçülen karbonmonoksit değerleri kaydedilip önlem almak için değerlendirilebilir. Kapalı alanda kullanılan benzinle ya da dizel ile çalışan forkliftlerin ve inşaat makinelerinin ya da gazla çalışan ısıtıcıların kullanılması, yaşamı tehdit edebilecek karbonmonoksit konsantrasyonlarına neden olabilir. 

Egzoz gazlarının yetersiz şekilde dışarıya çekilmesi, klima sistemleri ve dışarıya hava değişimli davlumbazlar tarafından yoğunlaştırılabilir. Odaların gaz kazanları, gaz akış ısıtıcıları ya da odun sobaları ile donatıldığı tüm ısıtmalı binalarda, oda havasının karbonmonoksit içeriği bir karbonmonoksit ölçüm cihazı ile sürekli izlenmelidir. Sadece ara sıra ısıtılan çardaklarda ve diğer odalarda ya da güç jeneratörleri ya da propan gaz ısıtıcıları gibi diğer yanma cihazlarının kullanıldığı yerlerde bile bir karbonmonoksit ölçüm cihazı, aşırı yüksek karbonmonoksit konsantrasyonlarının tehlikelerini zamanında tespit etmeye yardımcı olur. Özellikle insanların uyuduğu odalarda bulunan karbonmonoksit ölçüm cihazı, kanunla önceden belirlenmiş duman alarmları gibi sesli bir alarma sahip olmalıdır.

İtfaiye ve acil servis çalışanları, karbonmonoksitin olabileceği kapalı alanlarda ve kötü havalandırılmış alanlarda çalışırken mobil bir karbonmonoksit ölçüm cihazı taşıyarak tehlikeden kaçınmalıdır. Kurtarma ekipleri için böyle bir karbonmonoksit ölçüm cihazı hem sesli uyarı yapar hem de titreşerek gürültülü ya da dikkat dağıtıcı ortamlarda bile çalışır.

Karbonmonoksit ölçüm cihazı için mevcut ölçüm aralıklarını ve belirlenen değerleri sınıflandırmak için aşağıda önemli karbonmonoksit değerlerinin bir listesi bulunmaktadır. Üst değerler ve bunların değerlendirilmesi büyük ölçüde VFDB Direktifi 10/03’den alınmıştır. VFDB, günlük yaşam ve endüstriyel toplum tehlikelerine karşı güvenliği arttırmak için kayıtlı bir dernektir. VFDB, Alman Yangından Korunma Derneği anlamına gelir. Kişisel korumaya yönelik bir karbonmonoksit ölçüm cihazı, alt aralıkta yeterli hassasiyete ve bir ya da iki alarm eşiğine sahip olmalıdır.

- 0.2 mg/m³ / 0.16 ppm: Federal Çevre Kurumu’nun seçilmiş ölçüm noktalarında yıllık ortalama değer.

- 10 mg/m³ / 8.6 ppm: Federal Emisyon Kontrol Yönetmeliğine göre, açık havada bir günün en yüksek 8 saatlik ortalaması; bu değerin aşılması durumunda hava kirliliği kontrolü için önlemler alınmalıdır.

- 23 mg/m³ / 20 ppm: AB Direktifi 2017/164 uyarınca ortalama olarak ölçülmüş 8 saatlik sınır değeri.

- 35 mg/m³ / 30 ppm: AGBF ve Kuzey Zehir Bilgi Merkezi'nin AK G'sine göre kurtarma ekipleri için dikkat sınırı değeri, 8 saatlik vardiya ortalaması olarak iş yeri sınır değeri, prensipte korunmasız kişilerin risk almaması, daha fazla CO artışının önlenmesi.

- 75 mg/m³ / 60 ppm: 15 dakikalık kısa süreli çalışma alanı sınır değeri, alanı havalandırılması, yangın alarmı, kurtarma ekiplerinin gelmesi maksimum 15 dakika ile sınırlı.

- 117 mg/m³ / 100 ppm - AB Direktifi 2017/164'e göre ortalama olarak ölçülmüş 15 dakikalık sınır değeri.

- 250 mg/m³ / 200 ppm: AGBF ve Kuzey Zehir Bilgi Merkezi'nin AK G'sine göre kurtarma ekipleri için risk sınırı, 30 dakika sonra hafif zehirlenme semptomları, 2 ila 3 saat sonra baş ağrısı, çapraz havalandırma yaparak tehlike bölgesini terk edin, itfaiyeyi uyarın.

- 375 mg/m³ / 300 ppm: Nabzın yavaşlaması, kan basıncının artması, titreme gibi belirgin zehirlenme belirtileri.

- 500 mg/m³ / 400 ppm: 2 ila 3 saat solumadan sonra belirgin zehirlenme semptomları.

- 625 mg/m³ / 500 ppm: AGBF ve Kuzey Zehir Bilgi Merkezi'nin AK G'sine göre kurtarma ekipleri için görev sınırı, 10 dakika sonra hafif ve 20 ila 30 dakika sonra orta derecede zehirlenme semptomları ve halüsinasyon. Tehlike bölgesini terk edin, itfaiyeyi uyarın.

- 1.250 mg/m³ / 1.000 ppm: Orta derecede semptomlar ve birkaç dakika sonra kısıtlı hareketlilik.

- 1.875 mg/m³ / 1.500 ppm: Bir saat solunduğunda ölüm ile sonuçlanabilir.

- 3.750 mg/m³ / 3.000 ppm: Birkaç dakika sonra şiddetli zehirlenme semptomları, 30 dakika sonra potansiyel olarak ölüm vakası.

- 10.000 mg/m³ / 8.000 ppm: Ani ölüm.