कुछ सामान्य गैसों और विषाक्त खतरनाक गैसों का परिचय और विशेषताएं

1. नाइट्रोजन (N₂)

नाइट्रोजन हवा में सबसे प्रचुर मात्रा में पाई जाने वाली गैस है, जो हवा के आयतन का लगभग 78% हिस्सा है। यह एक रंगहीन, गंधहीन और बेस्वाद गैस है। इसके रासायनिक गुण अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं, जिससे कमरे के तापमान पर अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करना मुश्किल होता है।

उद्योग में, नाइट्रोजन के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे कि ऑक्सीकरण और खराब होने से बचाने के लिए खाद्य पैकेजिंग में इसका उपयोग किया जाता है। रासायनिक उत्पादन में, यह आसानी से ऑक्सीकरण योग्य पदार्थों को ऑक्सीजन के संपर्क में आने से रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक गैस के रूप में काम कर सकती है।

2. ऑक्सीजन (O₂)

ऑक्सीजन हवा के आयतन का लगभग 21% हिस्सा है। यह एक रंगहीन, गंधहीन गैस है जो दहन और श्वसन का समर्थन करती है। जब ऑक्सीजन की सांद्रता 19.5% VOL से कम होती है, तो यह हाइपोक्सिक होती है; 23.5% VOL से ऊपर एक हाइपरॉक्सिक स्थिति होती है। इसलिए, पारंपरिक ऑक्सीजन डिटेक्टरों में आम तौर पर 19.5% VOL पर एक निम्न अलार्म और 23.5% VOL पर एक उच्च अलार्म सेट होता है।

चिकित्सा क्षेत्र में, ऑक्सीजन का उपयोग प्राथमिक उपचार और हाइपोक्सिक रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। उद्योग में, ऑक्सीजन का उपयोग इस्पात निर्माण में किया जाता है, कोक के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन करता है, जो फिर लौह अयस्क को कम करता है। एयरोस्पेस क्षेत्र में, तरल ऑक्सीजन रॉकेट इंजनों के लिए एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है, रॉकेटों को प्रणोदन प्रदान करता है।

3. कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)

कार्बन डाइऑक्साइड एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। हवा में इसकी मात्रा लगभग 0.04% है। CO₂ के स्रोत व्यापक हैं, जिनमें जैविक श्वसन और जीवाश्म ईंधन का दहन शामिल है।

उद्योग में, CO₂ का उपयोग कार्बोनेटेड पेय पदार्थों के उत्पादन में किया जाता है। अग्निशमन में, CO₂ अग्निशामक इस तथ्य का उपयोग करते हैं कि CO₂ दहन का समर्थन नहीं करता है और हवा से सघन होता है, जिससे आग बुझाई जा सकती है। कृषि में, CO₂ का उपयोग ग्रीनहाउस खेती में CO₂ की सांद्रता बढ़ाने और पौधों के प्रकाश संश्लेषण को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है।

एक्सपोजर सीमाएं:

• कार्यस्थल: GBZ 2.1-2019 के अनुसार, CO₂ के लिए PC-TWA 9000 mg/m³ है, और PC-STEL 18000 mg/m³ है। परिवर्तित करने पर, PC-TWA लगभग 5000 ppm है, और PC-STEL लगभग 10000 ppm है।

• इनडोर पर्यावरण मानक: चीन के इनडोर वायु गुणवत्ता मानक में कहा गया है कि इनडोर CO₂ सांद्रता 1000 ppm से अधिक नहीं होनी चाहिए।

4. आर्गन (Ar)

आर्गन हवा के आयतन का लगभग 0.934% हिस्सा है। यह एक निष्क्रिय गैस है जिसके रासायनिक गुण अत्यंत निष्क्रिय होते हैं।

वेल्डिंग में, आर्गन का उपयोग शील्डिंग गैस के रूप में किया जाता है ताकि वेल्डिंग के दौरान धातु के ऑक्सीकरण को रोका जा सके, जिसका स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। प्रकाश व्यवस्था में, आर्गन का उपयोग लाइट बल्बों को भरने के लिए किया जाता है, जिससे फिलामेंट का वाष्पीकरण कम होता है और बल्ब का जीवनकाल बढ़ता है।

5. हीलियम (He)

हीलियम एक रंगहीन, गंधहीन, गैर-ज्वलनशील गैस है। इसे द्रवीभूत करना सबसे कठिन गैस है। इसके रासायनिक गुण बहुत स्थिर होते हैं।

एयरोस्पेस में, हीलियम का उपयोग एयरशिप और गुब्बारों को फुलाने के लिए किया जाता है क्योंकि यह हवा से हल्का और सुरक्षित होता है। डाइविंग में, डीकंप्रेसन बीमारी को रोकने के लिए गहरे समुद्र में गोताखोरी के लिए हीलियम को ऑक्सीजन के साथ मिलाया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, हीलियम का उपयोग सेमीकंडक्टर निर्माण के दौरान शीतलन और सुरक्षा के लिए किया जाता है।

6. नियॉन (Ne)

नियॉन एक दुर्लभ गैस है, रंगहीन और गंधहीन। डिस्चार्ज होने पर यह एक चमकदार नारंगी-लाल प्रकाश उत्सर्जित करती है। इस विशेषता के आधार पर, इसका मुख्य रूप से नियॉन संकेतों के निर्माण में उपयोग किया जाता है, जिससे उन्हें विभिन्न रंग मिलते हैं। लेजर तकनीक में, नियॉन का उपयोग कुछ प्रकार के लेजर के लिए फिलर गैस के रूप में भी किया जा सकता है।

7. क्रिप्टन (Kr)

क्रिप्टन एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। डिस्चार्ज होने पर यह सफेद प्रकाश उत्सर्जित करती है और इसका उपयोग अक्सर उच्च-चमक वाली प्रकाश व्यवस्था के उपकरण, जैसे फ्लैश लैंप के निर्माण के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, क्रिप्टन का उपयोग कुछ विशेष सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं और डिवाइस निर्माण में सुरक्षात्मक गैस के रूप में भी किया जाता है।

8. क्सीनन (Xe)

क्सेनन एक निष्क्रिय गैस है जो डिस्चार्ज होने पर तीव्र नीली-सफेद रोशनी उत्सर्जित करती है। प्रकाश व्यवस्था में, क्सेनन लैंप में उच्च चमक और उच्च रंग तापमान की विशेषताएं होती हैं, जिनका आमतौर पर ऑटोमोटिव हेडलाइट्स और स्टेज लाइटिंग के लिए उपयोग किया जाता है। चिकित्सा में, क्सेनन का एक एनेस्थेटिक प्रभाव होता है और इसका उपयोग एनेस्थेटिक गैस के रूप में किया जा सकता है।

9. मीथेन (CH₄)

मीथेन सबसे सरल हाइड्रोकार्बन और प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक है। यह एक रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील गैस है। ज्वलनशील गैसों के लिए पारंपरिक सीमा आम तौर पर 0-100% LEL पर सेट होती है।

ऊर्जा में, मीथेन का उपयोग बिजली उत्पादन और हीटिंग के लिए एक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। रासायनिक उत्पादन में, मीथेन का उपयोग मेथनॉल, एसिटिलीन और अन्य रासायनिक उत्पादों के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल के रूप में किया जा सकता है। मीथेन मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस निष्कर्षण से आता है, साथ ही एनारोबिक पाचन द्वारा उत्पादित बायोगैस से भी आता है, जिसमें बड़ी मात्रा में मीथेन भी होता है।

10. ईथेन (C₂H₆)

ईथेन एक रंगहीन, गंधहीन, ज्वलनशील गैस है जो आमतौर पर पेट्रोकेमिकल उद्योग में पाई जाती है। यह मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस और पेट्रोलियम क्रैकिंग गैस में मौजूद होती है। ईथेन का उपयोग एथिलीन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जो एक महत्वपूर्ण रासायनिक कच्चा माल है जिसका उपयोग प्लास्टिक (जैसे पॉलीथीन), सिंथेटिक फाइबर, सिंथेटिक रबर और कई अन्य रासायनिक उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है।

11. प्रोपेन (C₃H₈)

प्रोपेन एक सामान्य ईंधन गैस है और द्रवीभूत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी) के मुख्य घटकों में से एक है। कमरे के तापमान और दबाव पर, प्रोपेन गैसीय होता है, लेकिन इसे आसान भंडारण और परिवहन के लिए उपयुक्त दबाव में द्रवीभूत किया जा सकता है। इसका मुख्य रूप से घरेलू खाना पकाने, हीटिंग, साथ ही औद्योगिक कटाई और वेल्डिंग के लिए उपयोग किया जाता है, जो जलने पर उच्च गर्मी उत्पन्न करता है।

12. नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) (नाइट्रोजन ऑक्साइड)

नाइट्रिक ऑक्साइड एक रंगहीन गैस है; नाइट्रोजन डाइऑक्साइड एक लाल-भूरे रंग की गैस है जिसमें तीखी गंध होती है। वे मुख्य रूप से उच्च तापमान दहन प्रक्रियाओं जैसे वाहन निकास और तापीय विद्युत उत्पादन से आते हैं।

नाइट्रोजन ऑक्साइड वायु प्रदूषक हैं जो अम्लीय वर्षा और फोटोकैमिकल स्मॉग जैसी पर्यावरणीय समस्याएं पैदा करते हैं। रासायनिक उत्पादन में, नाइट्रिक ऑक्साइड का उपयोग नाइट्रिक एसिड और अन्य रासायनिक उत्पादों के उत्पादन के लिए एक कच्चे माल के रूप में भी किया जा सकता है।

नाइट्रोजन ऑक्साइड मुख्य रूप से ईंधन दहन और रासायनिक, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और अन्य उत्पादन प्रक्रियाओं से आते हैं। NO₂ श्वसन अंगों में गंभीर जलन पैदा करता है, तीव्र अस्थमा का कारण बन सकता है, और इसे वातस्फीति और फेफड़ों के ट्यूमर के लिए एक कारण कारक माना जाता है।

एक्सपोजर सीमाएं:

• कार्यस्थल व्यावसायिक एक्सपोजर सीमाएं: GBZ 2.1-2019 के दूसरे संशोधन (1 मई, 2025 से प्रभावी) के अनुसार, NO के लिए PC-TWA 15 mg/m³ है; NO₂ के लिए, PC-TWA 5 mg/m³ है और PC-STEL 10 mg/m³ है।

• परिवेशी वायु गुणवत्ता मानक: GB 31574-2015 के अनुसार, एल्यूमीनियम गलाने के लिए, द्वितीयक एल्यूमीनियम उद्यमों को NOx उत्सर्जन सीमा 200 mg/m³ का अनुपालन करना होगा। कुछ स्थानीय मानक भी हैं।

• औद्योगिक उत्सर्जन मानक: GB 16297-1996 के अनुसार, 1 जनवरी, 1997 के बाद स्थापित उद्यमों के लिए, NOx उत्सर्जन सांद्रता सीमा 240 mg/m³ है; उससे पहले स्थापित वालों के लिए, यह 420 mg/m³ है। एल्यूमीनियम गलाने के लिए, द्वितीयक एल्यूमीनियम उद्यमों को GB 31574-2015 का अनुपालन करना होगा, जिसमें NOx उत्सर्जन सीमा 200 mg/m³ है। कुछ स्थानीय मानक भी हैं।

13. कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)

CO एक रंगहीन, गंधहीन, जहरीली गैस है। यह मुख्य रूप से कार्बन युक्त सामग्री के अपूर्ण दहन का उत्पाद है, जैसे वाहन निकास और कोयले का अपूर्ण दहन। CO रक्त में हीमोग्लोबिन से बंध जाता है, जिससे इसकी ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता कम हो जाती है, जिससे ऊतक हाइपोक्सिया और विषाक्तता होती है।

उद्योग में, CO का उपयोग धातु गलाने में किया जा सकता है, जैसे कि लौह निर्माण में, जहां CO लौह अयस्क से लोहे को कम करने के लिए एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।

मानव शरीर पर विभिन्न CO सांद्रता का प्रभाव:

• हल्की बेचैनी: 50-100 ppm पर, हल्के सिरदर्द और चक्कर आ सकते हैं। ऐसे वातावरण में स्वस्थ वयस्क थोड़े समय के लिए (जैसे, 1-2 घंटे) बेचैनी महसूस कर सकते हैं लेकिन आम तौर पर इसे सहन कर सकते हैं। इसलिए, CO के लिए पारंपरिक सीमा 0-100 ppm है।

• स्पष्ट बेचैनी: 200-300 ppm पर, स्पष्ट सिरदर्द, मतली, उल्टी और थकान होगी। लोग बहुत असहज महसूस करेंगे, और समय के साथ (जैसे, 2-3 घंटे) लक्षण धीरे-धीरे बिगड़ेंगे।

• गंभीर विषाक्तता: 800-1200 ppm पर, कोमा और ऐंठन जैसे गंभीर लक्षण होते हैं। पर्यावरण से तत्काल निष्कासन के बिना, मृत्यु का खतरा होता है। इतनी उच्च सांद्रता में, लोगों के लिए लंबे समय तक सहन करना मुश्किल होता है; 30 मिनट से 1 घंटे के भीतर बेहोशी हो सकती है।

• जीवन के लिए खतरा: 3200 ppm से ऊपर, मिनटों के भीतर श्वसन अवसाद और कार्डियक अरेस्ट हो सकता है, जो तेजी से जीवन को खतरे में डालता है। मानव शरीर इतनी उच्च CO सांद्रता को मुश्किल से सहन कर सकता है।

14. अमोनिया (NH₃)

अमोनिया एक तीखी गंध वाली गैस है। यह एक महत्वपूर्ण रासायनिक कच्चा माल है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से यूरिया और अमोनियम नाइट्रेट जैसे नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। प्रशीतन में, अमोनिया कभी एक सामान्य रेफ्रिजरेंट था, लेकिन इसकी विषाक्तता और ज्वलनशीलता के कारण अब इसका उपयोग प्रतिबंधित है। कपड़ा उद्योग में, अमोनिया का उपयोग कृत्रिम फाइबर के निर्माण के लिए किया जाता है।

एक्सपोजर सीमाएं:

• MAC: 30 mg/m³ (लगभग 41.7 ppm)

• PC-TWA: 20 mg/m³ (लगभग 27.8 ppm)

• PC-STEL: 30 mg/m³ (लगभग 41.7 ppm)

15. सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂)

SO₂ एक रंगहीन, अत्यधिक परेशान करने वाली गैस है जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड जैसी गंध होती है, जो पानी में आसानी से घुलनशील होती है। यह मुख्य रूप से सल्फर युक्त खनिज ईंधन के दहन उत्पादों से, साथ ही धातु अयस्कों की रोस्टिंग, ऊन और रेशम की ब्लीचिंग, रासायनिक पल्पिंग और एसिड उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं से आता है। यह श्वसन पथ में जलन पैदा करता है, जिससे ब्रोंकाइटिस और अस्थमा होता है, और अम्लीय वर्षा भी बनाता है, जिससे पारिस्थितिक तंत्र को नुकसान होता है।

एक्सपोजर सीमाएं:

• MAC: 15 mg/m³ (लगभग 5.3 ppm)

• PC-TWA: 5 mg/m³ (लगभग 1.8 ppm)

• PC-STEL: 10 mg/m³ (लगभग 3.5 ppm)