拉薩中心城區有限空間內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，作業人員不能長時間在內工作，自然通風不良，易造成有毒有害、易燃易爆物質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備。以拉薩市主城區作為研究對象，劃分了商業區、居民區、地下停車場等功能區，共設有48個數據采集點，利用手提式復合型氣體分析儀分三次采集了甲烷、二氧化碳、一氧化碳在內的氣體濃度數據，通過數據分析得出以下結論，（1）甲烷的含量對于不同的區域大有不同，人流量大，餐營業較多的地方，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，根據數據分析，地下停車場50%的時段一氧化碳濃度超標，應當實時的進行檢測，定時通風換氣;（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系，為防止窒息，進井前應當進行二氧化碳的濃度測定，相關市政部門應當對上崗人員進行入職培訓，教授必要的安全知識，嚴令工作人員按作業流程，操作規范完成。

關鍵詞：有限空間 有害氣體 作業安全防范 氣體監測分析

前言：

在黨中央的親切關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，據統計[1]，截止2018，拉薩市城鎮人口36.87萬人，占比53.6%;接待海內外旅游人數1606.61萬人次;工業總產值達144.03億元，其中重工業占比57.6%;拉薩市核心城關區生產總達241.84億元，城區面積不斷擴大，市區土地面積303平方公里，排水管道總長6520.85公里，隨著城市生產能力的提升，城市面積的擴大，密閉空間的類型及數量也在激增，主要以地下停車場、排水管為主。據統計[2]，2019年拉薩市共發生工礦商貿安全事故12起，其中建筑（市政）施工領域發生事故5起，死亡5人，事故占比42%，傷亡人數占比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年業務受理量達69979次。拉薩正處于發展的加快期，在加快建設期間，更應當注重對有限空間方面的使用及作業規范，將其貫穿到城市建設規劃及維護管理中去，最大限度的降低安全事故的發生率，減少帶來的人身財產損失。

國內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表的文章，闡述了硫化氫的產生機理及影響[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]等人對北京市某區部分溝段污水井做了研究，結果表明各氣體隨區段，季節變化而變化，并對各區進行了系統比較，提出了諸多有建設性的意見。

本文結合前人的研究，立足拉薩市的城市建設特點，進行了數據的收集，對相關氣體的含量變化進行了影響因素分析，最后根據分析結果為拉薩市有限空間的建設與管理提出建議，

1、研究思路與方法

本文將拉薩市主城區進行合理劃分，共有住宅區、商業區、地下停車場三區，14個區段，布設48個數據采集點，共采集三次數據進行分析，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進行了檢測，本文所采用的儀器為手提式復合型氣體分析儀，能精確檢測分析多種氣體濃度及環境溫濕度檢測，滿足了本文的檢測需求。數據如下：表1、表2、表3，由于本文檢測的數據單位為PPM，由于臭氧、二氧化硫含量較少，本文不做展現和分析。

2、數據分析

2.1甲烷

甲烷作為可燃氣體，我們更加關注其在下水道中的濃度變化，如圖1為甲烷隨季節的濃度變化，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，圖2為甲烷濃度隨溫度變化圖，據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。

通過比較不同區域的甲烷含量，得到圖3，據圖可知相比于地下停車場，商業區的甲烷含量較高，本次商業區所選為大昭寺及小昭寺一帶，其中主要包含餐飲業和服裝業，其次該區域的人流量較大，對甲烷的含量也有一定提升作用。拉薩城區住宅區一般為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，所以導致居民區甲烷含量較少，地下停車場一般設有通風處，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，及環境的氣體流通狀態有關，對于有限空間內的作業，為防止窒息，應做到先檢查，后作業的原則，如圖4所示為二氧化碳季節變化趨勢圖，基本呈現夏季高，冬季低的勢態，這與溫度影響微生物的代謝有著緊密聯系，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，因而在進井作業時都應當先檢查井內的二氧化碳濃度，確保安全才能入井，尤其是夏季更應注意。

通過不同區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區最高，這與甲烷的濃度特征相似，也可能與商業區有較多的餐營業有著密切聯系，再加之人流較大，所產生的生活污水也隨之加大，導致二氧化碳濃度較其他區域較高。

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域內都應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，我國環境衛生部門規定：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，得出不同區域的超標含量占比，根據計算居民區未存在超標記錄，商業區超標占比為8.7%，地下停車場超標占比為50%，再根據圖8所示車輛數與一氧化碳含量關系，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、室內停車場加強排氣通風，

3結語

（1）甲烷的含量對于不同的區域大有不同，人流量大，餐營業較多的地方，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，在下井作業前，應當進行甲烷含量的測定，作業全程不應當動用明火以及吸煙，在餐飲區應當定期對管道內部進行換氣，井蓋處切勿留有較大空隙，以免可能的火星、煙頭掉入井內而引起火災爆炸。

（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系，為防止窒息，進井前應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當先進行通風換氣，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，由于其狀態無色無味，使人難以察覺，根據以上數據，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，地下停車場及室內停車場等處，其濃度超標幾率達到50%，應當安裝有害氣體濃度預警裝置，及時反饋氣體含量信息，運用換氣系統實時對內部進行通風換氣，同時保障車輛的暢通，避免車輛的過久等待，

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

參考文獻

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

[2] 拉薩市2019年10月生產安全及1～10月生產安全傷亡事故統計通報，拉薩市應急管理局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律及影響因素研究[J].安全，2019，40（8）：22-27.

西藏大學理學院 環境科學 陳浪 漢 男 1998.03.14，

項目名稱：拉薩中心城區有限空間內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，主要從事環境監測治理方面的研究

西藏大學理學院 環境科學