工程爆破對空氣的污染及其對策

王明君

摘要：炸藥爆炸過程中，可以產(chǎn)生大量有毒氣體，嚴(yán)重污染空氣。只有合理地進(jìn)行爆破設(shè)計，強(qiáng)化炮孔堵塞，保證炸藥能量的高利用率，減少炸藥用量.積極致力于新型環(huán)保炸藥的研究，才可以有效降低工程爆破危害，確保工程爆破無毒化。

關(guān)鍵詞：工程爆破;炸藥毒氣;空氣污染;環(huán)境保護(hù)

工程爆破嚴(yán)重影響環(huán)境，如巨大造影、強(qiáng)烈震動、眾多飛石等。其實，在負(fù)面效應(yīng)外，工程爆破還會產(chǎn)生碳氧化合物、硫氧化合物、氰化物以及氮氧化合物等有毒氣體。這些有毒化合物產(chǎn)量高，且具有較大的毒性，可以嚴(yán)重污染環(huán)境，一方面可以造成光化學(xué)煙霧，另一方面還可以危害人們的身體健康，嚴(yán)重可誘發(fā)人們急性中毒。過去主要選擇一躲二等三驅(qū)的方式處理工程爆破所帶來的危害，主要體現(xiàn)在爆破前及時疏散人畜、爆破后等待硝煙盡快消散、低下爆破選擇人工通風(fēng)散煙裝置，雖然這一方式可以有效避免人體急性中毒，但是這些措施并不具有主動性，消極性較高，仍然可以生成大量有毒爆炸氣體，污染環(huán)境。因此，積極研究新型舉措來降低爆炸有毒氣體的生成量、降低環(huán)境污染非常重要。

1 有毒爆炸氣體產(chǎn)物及其毒性

1.1 有毒爆炸氣體產(chǎn)物的種類

就目前而言，工程爆破過程中所應(yīng)用到的炸藥成分主要是燃料與氧化劑，其中燃料以松香、柴油、瀝青、石蠟、木粉、煤粉等為主，這些物質(zhì)的有效元素主要是非金屬元素，如碳元素、氫元素，而氧化劑的主要成分是氧，如常用的硝酸銨、亞硝酸鈉、TNT等，但是一般情況下，氧化劑中的氧元素不可單獨存在，需要與氮、氫元素的相互結(jié)合，且把氮元素視為載體。基于此，炸藥爆炸就是氧化劑與燃料的氧化反應(yīng)過程，然而在整個爆炸過程中，燃料與氧化劑中的非金屬元素亦可以出現(xiàn)反應(yīng)，或者氧化劑中非金屬元素與氧元素發(fā)生重組現(xiàn)象，從而誘發(fā)CO、CO2、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等有毒爆炸氣體，如果炸藥含硫元素，亦可生成一定量的SO2和H2S。

1.2 有毒爆炸氣體的生成量

有毒氣體生成量、炸藥化學(xué)組成、爆炸條件密切相關(guān)于炸藥爆破，經(jīng)過長期研究，已然確定炸藥氧平衡、非金屬元素含量、炸藥中水的比例、顆粒粗細(xì)、成分混合程度、裝藥直徑、外殼堅硬度、被爆破物的導(dǎo)熱性能、炮孔大小等都是爆炸生成毒氣量的重要影響因素。.據(jù)統(tǒng)計，在我國，炸藥爆炸所產(chǎn)生的有毒氣體（折合成CO）大概有90.1/kg，年總產(chǎn)量約有1億m3.

1.3 有毒爆炸氣體的毒性

通常，炸藥爆炸產(chǎn)生的有毒氣體主要體現(xiàn)在CO 和NOx方面，但這兩種物質(zhì)的毒理反應(yīng)不同，其中，CO十分親和人體血紅蛋白，相比氧和血紅蛋白，其親和力高出250～300倍，可經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體，快速結(jié)合至血紅蛋白，降低血液攜氧能力，引起機(jī)體處在缺氧狀態(tài)。有研究指出：當(dāng)空氣中CO與氧含量的比例是1：300，可降低二分之一血液的血氧能力。而NOx經(jīng)呼吸道進(jìn)入機(jī)體細(xì)支氣管與肺泡部位后，可與水快速結(jié)合成硝酸與亞硝酸，嚴(yán)重刺激肺部組織，極易造成肺水腫，收縮呼吸道，降低機(jī)體的抵抗能力，特別是對于氣喘患者來說，可以大大增加機(jī)體對灰塵和花粉的敏感程度。另外，該物質(zhì)還可以快速與堿性氧化物相互反應(yīng)，生成大量硝酸鹽或者亞硝酸鹽，增加機(jī)體患癌風(fēng)險。除此之外，長時間接觸高濃度NO2物質(zhì)，可嚴(yán)重?fù)p傷機(jī)體中樞神經(jīng)功能，且氣溶膠亦可降低患者視力水平。

2 對策

2.1 合理設(shè)計爆破

一般爆破生成的有毒氣體與炸藥單耗量成正比，但是炸藥品種、炸藥物理狀性、被爆破物物理力學(xué)和構(gòu)造、炮孔大小、裝藥裝置、爆破順序和時差等都可以影響炸藥單耗量，一旦某一因素取值不當(dāng)，就會增加炸藥單耗量。所以合理設(shè)計爆破，選擇恰當(dāng)炸藥品種，正確安裝炸藥，合理確定炮孔大小，科學(xué)安排爆破順序和時差，提高炸藥性能使其良好匹配被爆破物的物理力學(xué)性質(zhì)，降低被爆破物的約束力非常重要。只有如此，才可以確保炸藥在被爆破物中的應(yīng)力狀態(tài)最佳，獲得理想的爆破效果，減少炸藥使用量。而事實證實：合理的爆破設(shè)計可明顯減少炸藥耗能。例如，某一隧道掏槽爆破的炸藥單耗大概是10kg/m3，而類似情況下，合理設(shè)計所用的實際炸藥單耗量僅約2kg/m3，如果采用無槽爆破法爆破，可進(jìn)一步減少炸藥單耗量。

2.2 強(qiáng)化炮孔堵塞，提高堵塞質(zhì)量

炮孔堵塞和爆破結(jié)果之間的影響性在以往爭議較大，近些年，爆破研究越發(fā)深入，多數(shù)人認(rèn)識到提高炮孔堵塞質(zhì)量十分重要，但受多種因素的影響，實際工程爆破過程中，炮孔堵塞問題仍備受關(guān)注。一般露天爆破炮孔會使用鉆孔屑、土、砂、小石進(jìn)行堵塞，低下爆破炮孔會使用紙團(tuán)、草進(jìn)行堵塞，部分炮孔會選擇泥團(tuán)、砂袋、水袋進(jìn)行堵塞，甚至少數(shù)炮孔并不堵塞，以此減少炮孔的堵塞費用。但是這些材料并不能避免爆炸氣體從炮孔口噴出，造成卸壓現(xiàn)象。被爆破巖礦的破壞程度直接相關(guān)于高溫高壓爆破氣體膨脹做功大小，所以炸藥單耗能增加的根本原因就在于爆炸氣體從炮孔口直接噴出而泄露。實踐證明，對于光爆炮孔，不堵就比用黃泥堵塞多耗10 %～15 %的炸藥。試驗同樣證明，相比常規(guī)堵塞，高強(qiáng)材料堵塞炮孔可節(jié)省炸藥20%～30%。這些說明，工程爆破炸藥單耗量與炮孔堵塞質(zhì)量低關(guān)系密切。

2.3 研制不產(chǎn)生有毒氣體的新型環(huán)保型炸藥

炸藥是高性能儲能物質(zhì)，雖然爆照可產(chǎn)生有毒氣體、強(qiáng)烈噪音，但也具有較多的優(yōu)勢，如比能量高、威力大，容易取得原材料，生產(chǎn)工藝相對簡便，應(yīng)用方便，容易起爆。另外，炸藥儲存和運輸具有較高的安全性。所以盡快更改炸藥成分，可以降低爆炸有毒氣體的生成量。若能研制成這樣的炸藥推廣應(yīng)用，便可增加爆破的無毒或低毒化，建設(shè)“綠色”工程。

3 結(jié)論

工程爆破使用炸藥量大，可產(chǎn)生大量的有毒氣體，是空氣污染的重要源頭;只有合理設(shè)計爆破、清華炮孔堵塞，便可提高炸藥能量的利用效率，盡可能降低炸藥單耗量，少量排放工程爆破毒氣，節(jié)省爆破投資，加大爆破生產(chǎn)率，才可以降低工程爆破對空氣的污染程度。在研究出新型環(huán)保炸藥前，這些方法至關(guān)重要。只有快速研究出新型環(huán)保炸藥，低毒甚至不產(chǎn)毒，合理使用氫氧混合體炸藥，才是清除工程爆破毒氣污染的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙福興.控制爆破工程學(xué)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1988.

[2]王淑蓀，傅正倫，孫寶林.工業(yè)防毒技術(shù)[M].北京：北京經(jīng)濟(jì)學(xué)院出版社，1991.

[3]環(huán)保工作者實用手冊編寫組.環(huán)保工作者實用手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1984.

遼寧瀚石礦山工程有限公司 遼寧阜新 123000