拉薩中心城區(qū)有限空間內(nèi)主要氣體含量分析及評價

陳浪 鄧浩然 鮑陽 劉亞偉 洛桑頓旦

摘要： 有限空間，是指封閉或者部分封閉，與外界相對隔離，出入口較為狹窄，作業(yè)人員不能長時間在內(nèi)工作，自然通風(fēng)不良，易造成有毒有害、易燃易爆物質(zhì)積聚或者氧含量不足的空間。針對所處位置不同，對有限空間主要分為三類：地下有限空間、地上有限空間和密閉設(shè)備。以拉薩市主城區(qū)作為研究對象，劃分了商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、地下停車場等功能區(qū)，共設(shè)有48個數(shù)據(jù)采集點，利用手提式復(fù)合型氣體分析儀分三次采集了甲烷、二氧化碳、一氧化碳在內(nèi)的氣體濃度數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析得出以下結(jié)論，（1）甲烷的含量對于不同的區(qū)域大有不同，人流量大，餐營業(yè)較多的地方，其污水井中甲烷含量較高，并且冬季多夏季少;（2）一氧化碳濃度雖然很難達到其爆炸下限，但2.4ppm的濃度足以使人不適，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，地下停車場50%的時段一氧化碳濃度超標，應(yīng)當實時的進行檢測，定時通風(fēng)換氣;（3）二氧化碳與氧氣的含量多少直接影響人體的正常呼吸，夏季二氧化碳含量較大，冬季較少，且溫度越低，含量越低，這與好氧微生物的代謝繁衍有著密切聯(lián)系，為防止窒息，進井前應(yīng)當進行二氧化碳的濃度測定，相關(guān)市政部門應(yīng)當對上崗人員進行入職培訓(xùn)，教授必要的安全知識，嚴令工作人員按作業(yè)流程，操作規(guī)范完成。

關(guān)鍵詞：有限空間 有害氣體 作業(yè)安全防范 氣體監(jiān)測分析

前言：

在黨中央的親切關(guān)懷和全國人民的大力幫助下，近年來西藏社會取得了眾多可喜的成就，據(jù)統(tǒng)計[1]，截止2018，拉薩市城鎮(zhèn)人口36.87萬人，占比53.6%;接待海內(nèi)外旅游人數(shù)1606.61萬人次;工業(yè)總產(chǎn)值達144.03億元，其中重工業(yè)占比57.6%;拉薩市核心城關(guān)區(qū)生產(chǎn)總達241.84億元，城區(qū)面積不斷擴大，市區(qū)土地面積303平方公里，排水管道總長6520.85公里，隨著城市生產(chǎn)能力的提升，城市面積的擴大，密閉空間的類型及數(shù)量也在激增，主要以地下停車場、排水管為主。據(jù)統(tǒng)計[2]，2019年拉薩市共發(fā)生工礦商貿(mào)安全事故12起，其中建筑（市政）施工領(lǐng)域發(fā)生事故5起，死亡5人，事故占比42%，傷亡人數(shù)占比24%，截止2018年12月拉薩市汽車保有量達24.9574萬輛（包括新注冊和轉(zhuǎn)入），同時，截至12月24日，拉薩市公安局交警支隊車管所的2018年業(yè)務(wù)受理量達69979次。拉薩正處于發(fā)展的加快期，在加快建設(shè)期間，更應(yīng)當注重對有限空間方面的使用及作業(yè)規(guī)范，將其貫穿到城市建設(shè)規(guī)劃及維護管理中去，最大限度的降低安全事故的發(fā)生率，減少帶來的人身財產(chǎn)損失。

國內(nèi)外對有限空間的研究可追溯到上世紀，上世紀40年代Pomeroy和Bowlus在城市污水工程雜志上發(fā)表的文章，闡述了硫化氫的產(chǎn)生機理及影響[3]， 江光明、劉義文[4-5]1等人對污水管道中甲烷和硫化氫等氣體的產(chǎn)生機制及控制方案做了具體的研究，張銳[6]等人對北京市某區(qū)部分溝段污水井做了研究，結(jié)果表明各氣體隨區(qū)段，季節(jié)變化而變化，并對各區(qū)進行了系統(tǒng)比較，提出了諸多有建設(shè)性的意見。

本文結(jié)合前人的研究，立足拉薩市的城市建設(shè)特點，進行了數(shù)據(jù)的收集，對相關(guān)氣體的含量變化進行了影響因素分析，最后根據(jù)分析結(jié)果為拉薩市有限空間的建設(shè)與管理提出建議，

1、研究思路與方法

本文將拉薩市主城區(qū)進行合理劃分，共有住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、地下停車場三區(qū)，14個區(qū)段，布設(shè)48個數(shù)據(jù)采集點，共采集三次數(shù)據(jù)進行分析，分別對其中的一氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫六中有害物質(zhì)進行了檢測，本文所采用的儀器為手提式復(fù)合型氣體分析儀，能精確檢測分析多種氣體濃度及環(huán)境溫濕度檢測，滿足了本文的檢測需求。數(shù)據(jù)如下：表1、表2、表3，由于本文檢測的數(shù)據(jù)單位為PPM，由于臭氧、二氧化硫含量較少，本文不做展現(xiàn)和分析。

2、數(shù)據(jù)分析

2.1甲烷

甲烷作為可燃氣體，我們更加關(guān)注其在下水道中的濃度變化，如圖1為甲烷隨季節(jié)的濃度變化，甲烷的爆炸下限為5%VOL，而通過本次檢測含量最大值為1%百分之一左右，低于爆炸下限，甲烷在夏季含量低，冬季含量高，以此往復(fù)，圖2為甲烷濃度隨溫度變化圖，據(jù)兩圖可知甲烷濃度隨溫度上升而減少，這可能與甲烷菌與其他菌種的生存競爭有關(guān)。

通過比較不同區(qū)域的甲烷含量，得到圖3，據(jù)圖可知相比于地下停車場，商業(yè)區(qū)的甲烷含量較高，本次商業(yè)區(qū)所選為大昭寺及小昭寺一帶，其中主要包含餐飲業(yè)和服裝業(yè)，其次該區(qū)域的人流量較大，對甲烷的含量也有一定提升作用。拉薩城區(qū)住宅區(qū)一般為3-5樓的居民房居多，還有少量的獨居獨院，人均占地面積較大，所以導(dǎo)致居民區(qū)甲烷含量較少，地下停車場一般設(shè)有通風(fēng)處，能夠較好的帶走汽車廢氣。

2.2二氧化碳

二氧化碳與氧氣的濃度主要與不同的微生物代謝活動，及環(huán)境的氣體流通狀態(tài)有關(guān)，對于有限空間內(nèi)的作業(yè)，為防止窒息，應(yīng)做到先檢查，后作業(yè)的原則，如圖4所示為二氧化碳季節(jié)變化趨勢圖，基本呈現(xiàn)夏季高，冬季低的勢態(tài)，這與溫度影響微生物的代謝有著緊密聯(lián)系，已知二氧化碳濃度超過1500PPM時人體開始感覺不適，5000PPM時使人喪失知覺，圖5可得出二氧化碳濃度高出2000PPM時的占比情況，夏季高出的幾率較大，因而在進井作業(yè)時都應(yīng)當先檢查井內(nèi)的二氧化碳濃度，確保安全才能入井，尤其是夏季更應(yīng)注意。

通過不同區(qū)域的二氧化碳濃差異，如圖6所示，從圖中可看出，二氧化碳的平均濃度商業(yè)區(qū)最高，這與甲烷的濃度特征相似，也可能與商業(yè)區(qū)有較多的餐營業(yè)有著密切聯(lián)系，再加之人流較大，所產(chǎn)生的生活污水也隨之加大，導(dǎo)致二氧化碳濃度較其他區(qū)域較高。

2.3一氧化碳

一氧化碳既是對人體有窒息，又是易燃易爆氣體，在人類活動能接觸的區(qū)域內(nèi)都應(yīng)當將他作為空氣檢測對象。通過本次研究，圖7的一氧化碳含量，地下停車場中一氧化碳含量最高，我國環(huán)境衛(wèi)生部門規(guī)定：空氣中的一氧化碳的日平均濃度不得超過0.8PPM;一次測定最高容許濃度為2.4PPM，本文以超出2PPM為計數(shù)，得出不同區(qū)域的超標含量占比，根據(jù)計算居民區(qū)未存在超標記錄，商業(yè)區(qū)超標占比為8.7%，地下停車場超標占比為50%，再根據(jù)圖8所示車輛數(shù)與一氧化碳含量關(guān)系，車輛停放越多，一氧化碳含量越大，所以該當注意在車輛停放較多，出入頻繁的地下停車場、室內(nèi)停車場加強排氣通風(fēng)，

3結(jié)語

（1）甲烷的含量對于不同的區(qū)域大有不同，人流量大，餐營業(yè)較多的地方，其污水井中甲烷含量較高，并且冬季多夏季少，甲烷屬易燃易爆氣體，在下井作業(yè)前，應(yīng)當進行甲烷含量的測定，作業(yè)全程不應(yīng)當動用明火以及吸煙，在餐飲區(qū)應(yīng)當定期對管道內(nèi)部進行換氣，井蓋處切勿留有較大空隙，以免可能的火星、煙頭掉入井內(nèi)而引起火災(zāi)爆炸。

（2）二氧化碳與氧氣的含量多少直接影響人體的正常呼吸，夏季二氧化碳含量較大，冬季較少，且溫度越低，含量越低，這與好氧微生物的代謝繁衍有著密切聯(lián)系，為防止窒息，進井前應(yīng)當進行二氧化碳的濃度測定，（可采用燈火實驗進行初測）低于最低濃度限定應(yīng)當先進行通風(fēng)換氣，或者攜帶給氧器才可進入，

（3）一氧化碳既是易燃易爆氣體，又是有毒氣體，由于其狀態(tài)無色無味，使人難以察覺，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，污水井依舊可能存在一氧化碳超標的危險，雖然污水井中的一氧化碳含量遠低于其爆炸下限12.5%，但其危害人體的濃度僅2.4PPM，地下停車場及室內(nèi)停車場等處，其濃度超標幾率達到50%，應(yīng)當安裝有害氣體濃度預(yù)警裝置，及時反饋氣體含量信息，運用換氣系統(tǒng)實時對內(nèi)部進行通風(fēng)換氣，同時保障車輛的暢通，避免車輛的過久等待，

（4）相關(guān)市政部門除要對上崗工人進行完備的技能培訓(xùn)外，還應(yīng)進行必要的作業(yè)安全知識點教育，要求作業(yè)工人嚴格按照作業(yè)流程，操作規(guī)范完成，配備必要的安全防護措施，保障作業(yè)人員及市民的人身財產(chǎn)安全，降低事故發(fā)生率。做到定期對污水管道進行氣體含量測定，及時了解相關(guān)氣體濃度信息，定期做必要的排氣。

參考文獻

[1]《拉薩市統(tǒng)計年鑒—2018》http：//www.lasa.gov.cn/lasa/tjnj1/201912/749c935248b040a8bf9e9bdd64ffb410/files/4244401a661941b6a8f7988b7c58e8e3.pdf

[2] 拉薩市2019年10月生產(chǎn)安全及1～10月生產(chǎn)安全傷亡事故統(tǒng)計通報，拉薩市應(yīng)急管理局http：//www.lasa.gov.cn/lasa/syjglj/201911/ee45ba747a874f55b41fb190fe912d04.shtml

[3] Pomeroy R D， Bowlus F D. Progress Report on Sulfide Control Research[J].Sewage Works Journal，1946，18（4）：597-640.

[4] Jiang G， Sharma K R， Guisasola A， et al. Sulfur Transformation in Rising Main Sewers Receiving Nitrate Dosage[J].Water Research，2009，43（17）：4430-4440.

[5] Liu Y， Tugtas A E， Sharma K R， et al. Sulfide and Methane Production in Sewer Sediments： Field Survey and Model Evaluation[J].Water Research，2016，89：142-150.

[6]張悅，劉艷，楊春麗.污水井中氣體分布規(guī)律及影響因素研究[J].安全，2019，40（8）：22-27.

西藏大學(xué)理學(xué)院 環(huán)境科學(xué) 陳浪 漢 男 1998.03.14，

項目名稱：拉薩中心城區(qū)有限空間內(nèi)主要氣體含量分析及評價

項目編號：S202010694009

注釋：

四川瀘州人，本科在讀，主要從事環(huán)境監(jiān)測治理方面的研究

西藏大學(xué)理學(xué)院 環(huán)境科學(xué)