在有限空间作业过程中发生的有毒气体中毒一直是职业中毒的重灾区^[1-3]，以污水池、化粪池等场所发生中毒的频次最多^[4]。硫化氢、一氧化碳中毒是污水池气体中毒最主要的原因^[5]。目前有限空间作业的安全监督管理按照《工贸企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》严格执行，但在具体实施过程中仍不够细化全面；且鉴于有限空间产生有毒有害气体的不确定性，故中毒事故发生的可能性依旧不小。为了分析清洗污泥作业过程中有毒气体产生的特点和中毒发生条件，本文拟选取某一污水池作为研究对象，利用五合一气体检测仪和辅助器材等快速检测技术^[6]，结合呼吸防护用品的选型使用^[7]，建立适用于预防污水池清污作业中毒的现场检测方法。

1.   对象与方法

1.1   对象

某企业污水池因故障停运，池内污泥已淤积半个月，因需要打捞池内重要物品，必须尽快清理池内的污泥水，遂委托专业技术人员到现场指导污水池的清洗作业。本文以此污水池为研究对象，结合实际工作经验，建立适用于污水池清洗作业的现场检测方法。

1.2   仪器和材料

MultiRAE 2五合一气体检测仪（美国华瑞公司，响应时间为15 s）、10 m检测延伸管（德国德尔格公司）、激光测距仪（德国博世公司）、6002 CN防硫化氢滤毒盒（美国3 M公司）、7502半面罩自吸过滤呼吸器（美国3 M公司）。

1.3   方法

1.3.1   快速检测技术

气体中的毒物进入五合一气体检测仪的电化学传感器进行氧化还原反应，产生的电信号与相应毒物的浓度成正比，依据实测信号转化为实时读数，记录测得有毒气体的浓度。设定毒物职业接触限值为仪器报警的警报值，当检测浓度超过警报值，仪器振动报警并闪烁亮灯。

1.3.2   作业危险评估方法

在排入污水池的前端管口，截取排入池内的污泥水原样送检分析（用于评估排入污泥的原水是否富含硫元素的物质基础），用激光测距仪测量池口尺寸、池内深度和污泥厚度，综合评估中毒发生的条件和可能性。

1.3.3   作业前准备

按照有限空间作业的安全管理要求^[8]，污水池先经加设的鼓风机进行强制通风4 h（通风量为330 m³/h），检测人员佩戴好呼吸防护用具，将五合一气体检测仪用检测延伸管延伸至污泥水液面处进行空气检测。车间现场确保全面通风至换气次数达到12次/h以上，当通风至池内空气的有毒气体浓度经检测为职业接触限值一半以下时，可组织污水池清洗作业人员佩戴好呼吸防护用具进入施工区域，作业人员在池口上方用高压水枪冲洗池内污泥。

1.3.4   作业时现场检测方法

现场检测方法需要佩戴好呼吸防护用具的2名专业技术人员配合，其中1人为现场观察和指挥员，负责组织现场作业人员依据约定手势开始作业或者停止撤离；另1人为现场检测操作员，站在池口处负责密切观察仪表读数和池内延伸检测管的位置，当池内有毒气体浓度飙升至2倍职业接触限值浓度以上时，应急检测操作员迅速提示指挥员组织全体人员撤离。检测方法见图 1。

图  1  应急检测方法示意图

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2.   结果

2.1   作业危险评估结果

委托省环境监测中心采集排入池内的污泥水，按照相关技术规范进行检测^[9-10]，检测结果如表 1所示，污水中硫酸盐质量浓度3 080 mg/L，硫化物质量浓度51.9 mg/L。经现场勘察，污水池池口为1.55 m正方形池口，池深5.36 m，池内污泥厚度1.08 m，池面面积仅为2.40 m²，池内淤积泥量为2.59 m³。

表  1  污泥水送检结果

分析项目	分析方法	检出限/（mg/L）	测定值/（mg/L）
氟离子	《水质无机阴离子的测定离子色谱法》（HJ 84—2016）[9]	0.006	386
氯离子		0.007	713
溴离子		0.016	< 0.016
硝酸根		0.016	9.65
磷酸根		0.051	253
硫酸根		0.018	3 080
硫化物	《水质硫化物亚甲蓝分光光度法》（GB/T 16489—1996）[10]	0.005	51.9

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2.2   现场检测结果

专业技术人员利用检测延伸管，将五合一气体检测仪进气口延伸至池内液面处。作业前经强制通风4 h后，池内污泥水液面处空气的硫化氢浓度经检测为0.8 mg/m³，一氧化碳、甲烷均未检出，氧气含量正常，符合有限空间作业“先通风、再检测、后作业”的安全操作要求，组织污水池清洗作业人员佩戴呼吸防护用具在池口处准备冲洗污泥。

按照1.3.4的方法要求，专业技术人员密切检测池内有毒有害气体浓度。当作业人员开启高压水枪冲刷污泥，五合一气体检测仪的硫化氢示值不断增加，当超过10 mg/m³仪器闪烁报警，并在5 s内迅速超过20 mg/m³，最大值接近100 mg/m³。现场指挥员立即指挥作业人员关闭水枪，停止作业，所有在场人员迅速撤离，同时继续用鼓风机对池内空气进行强制通风。当通风至池内硫化氢浓度经检测再次降至5 mg/m³以下时，重新组织作业人员准备污泥冲洗作业。如此，专业技术人员组织作业人员共进出循环上述操作6次。第7次冲洗污泥时，五合一气体检测仪检测到的硫化氢浓度最大值开始出现下降趋势，并随着冲洗作业的持续进行，硫化氢浓度不断减低，直至最终停止报警，稳定保持在0.8 mg/m³的低浓度水平，在此水平下保障污水池污泥清洗作业的安全完成。

3.   讨论

3.1   污水池中毒特征和规律

有限空间作业前的强制通风要求^[11]，一直是研究预防有限空间有毒有害气体中毒的重点。但本研究发现，污水池有毒有害气体的产生具有很强的隐匿性和不确定性。污泥水评估结果表明池内污泥含硫盐浓度高。加上时值5月天气闷热，该污水池已经废置半个月。淤泥层内形成厌氧环境，厌氧菌将高价态的硫酸盐还原为硫离子，跟水中的氢离子结合可产生大量硫化氢^[12]。污泥水中有产生硫化氢的物质基础和环境条件。由于硫化氢密度比空气大，依据污水池现场勘察，释放出来的硫化氢极易在池内聚集。若作业人员贸然进入纵深5 m多的池内，一旦吸入大量的硫化氢，爬上池口的逃生条件困难，极易发生人员中毒。经综合评估，作业人员贸然下污水池清洗污泥发生硫化氢中毒的风险极高。本次基于事故调查打捞重要物品需要的特殊原因，万不得已才准许下池清污。污水池清洗作业建议谨慎研究，参考本研究案例，做足下池的危险性评估和应急救援设施，在确保动态监测实时有效，撤离及时可控的前提下才能开展。

结合现场检测结果，即便污水池事先已完全通风至池内有毒有害气体浓度很低时，随着污泥冲洗，厌氧环境下静置多日的污泥被充分扰动，释放出大量的硫化氢聚集在狭小的污水池口，瞬间造成池内硫化氢浓度急剧增高。因此，污水池清洗作业过程发生中毒有如下特征：（1）作业过程的高危性。作业前的通风和检测固然重要，但作业过程中翻滚扰动污泥而释放出来的有毒有害气体是造成中毒的主要原因。此外，由于存在池内卫生死角，冲洗过程中可能出现池内空气硫化氢保持在低浓度水平一段时间又急剧增高的危险性。因此即便是在作业前、作业中检测到硫化氢的浓度为低浓度水平，仍不能掉以轻心，应急动态检测范围必须覆盖整个作业过程直至安全结束。（2）中毒发生的隐匿性。污水池释放的硫化氢往往是短时间一过性大量聚集，加之作业过程一直进行的强制通风，发生硫化氢中毒事故的事后现场调查还原取证难度很大^[13]，这也增加了硫化氢中毒应急救援和院内对症救治的难度。（3）中毒事件升级扩大的诱导性。鉴于作业过程中硫化氢浓度的动态变化和中毒发生的隐匿性，容易使现场救援人员麻痹大意，忽视硫化氢中毒的风险，进而盲目施救^[14]，导致中毒事故伤亡扩大。

3.2   应急检测与作业配合的兼容性

毒物的职业接触限值一半浓度定义为“行动水平”^[15]。有文献指出^[16]，毒物浓度达到“行动水平”有可能会对作业人员职业健康产生影响。因此，只有当毒物浓度低于“行动水平”，才可以确保作业人员处于安全接触水平。硫化氢的职业接触限值为10 mg/m^3[17]，这是本文专业技术人员检测到硫化氢浓度低于5 mg/m³时组织作业人员重新冲洗污泥的依据。另一方面，结合日常工作经验，专业技术人员和作业人员中佩戴眼镜的人数较多，由于全面罩自吸呼吸过滤器需要全脸部密合佩戴，佩戴眼镜者无法适配使用，所以在日常工作使用中以半面罩自吸呼吸过滤器的使用频率最高。因此，本研究基于实际情况结合半面罩自吸呼吸过滤器的防护特点分析本技术的兼容性。半面罩自吸呼吸过滤器的指定防护因数APF是10，表明正常使用情况下可防护10倍职业接触限值浓度的毒物，即可防护100 mg/m³水平以内的硫化氢气体。本案例中污水池结构为1.55 m × 1.55 m × 5.36 m的正方形柱体，加之池内的强鼓风一直在持续运行，参照高架连续点源模式的高斯烟羽扩散模型，强风级别下气流不稳定，若池内孔径小，气流扩散系数大，池内的污染物会迅速释放至池口，此时池内产生浓度近似于池口释放浓度^[18]。这也是一旦检测到池内硫化氢浓度超过20 mg/m³就马上组织人员紧急撤离的依据。由于全面罩呼吸器的APF是100，防护能力高于半面罩呼吸器，因此应用本法能满足半面罩呼吸器的防护能力要求，同样也适用于全面罩呼吸器的配套应用。

3.3   污水池作业应急检测方法的优势

经过实践验证，本法具有以下优势：（1）科学性。作业前的危害评估结论是科学预测污水池作业危害的依据，方法检测更偏重于关注池内空气毒物浓度动态监控水平，而不是出具某一时刻的静态检测数据。（2）合理性。结合本文分析，应急检测与作业指令密切配合，检测浓度水平覆盖毒物接触的“行动水平”到呼吸防护用品的防护能力上限，重启作业或停止撤离的指令合理、有据可依。（3）全面性。针对污水池中毒的特征和规律，应急检测范围覆盖作业前后的全过程，更加贴合实际工作的真实情况。（4）准确性。本法借助目前最成熟通用的快速检测技术^[19]，在确保仪器检定、避免污染、传感器在使用有效期内的前提下^[20]，动态检测有毒有害气体的灵敏度高，数据准确可靠。（5）安全性。本法的检测点位经检测延伸管延伸至污水池的液面附近，可以第一时间检测到有毒有害气体产生源头的浓度。由于硫化氢密度大于空气，聚集在池内，不会迅速弥漫到池上操作人员的呼吸带空气，有一定的安全距离。配合呼吸防护用品的使用，可争取现场操作人员紧急撤离的时间。（6）可行性。本法不需要借助其他的检测技术和试剂耗材，可操作性强，经济成本低，可最大限度地发挥快速检测仪器的动态检测能力优势。

3.4   与其他应急检测技术的比较

硫化氢的实验室检测方法准确度高^[21]，但是需要采样运输送检，需要实验分析试剂耗材成本，且结果只能反映某一时刻的检测数据，无法实现动态在线检测。快速检测管和检测试纸可实现现场检测，成本低，方便携带，但是准确度不高，而且暴露在高浓度的硫化氢气体中没有主动预警功能。便携式硫化氢报警器虽然可以设置预警值报警响应，但是佩戴在操作者身上使用时，当报警器响应报警也意味着作业人员已经身处硫化氢高浓度环境中。本研究发现，如果作业人员在深达数米的地下池体作业时由于逃生条件困难，当池内硫化氢浓度在数秒内急剧升高，超过呼吸防护用品的防护极限能力，即便是报警器响应报警也难以及时撤离。与其他方法比较^[22]，本方法结合五合一气体检测仪的动态在线检测优势，将采样点位延伸至池内毒气发生源，可以预先判定池下硫化氢等气体的瞬时浓度，及时组织人员撤离，减低人员被动暴露接触毒气的风险。

3.5   展望与建议

我国关于有限空间作业的管理规定非常严格，从有限空间的识别、作业的申报审批和监督管理一直都有明文规定。依据《工贸企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》第十二条规定：“有限空间作业应当严格遵守‘先通风、再检测、后作业’的原则。”污水池、化粪池、废料池、下水道等有限空间，由于含硫物质较多的动植物腐殖质、废水、排泄物、人工废料等物质在厌氧环境下腐败分解发酵，极易在有限空间内持续产生硫化氢等有毒气体。在这种复杂环境下，即便是作业人员按要求做到“先通风，再检测，后作业”的安全操作步骤，并佩戴合适的呼吸防护用品，在作业前池内空气各检测指标均满足安全要求的前提下，贸然下池进行清洗等作业，仍有可能翻动搅动底部厌氧废料，使人体骤然暴露在高浓度的有毒气体环境中。

建议参照本研究内容，高度重视污水池等特殊池体清洗作业过程中的中毒风险，研究开发提高响应时间的现场检测仪器，尽快制定针对性专项作业的安全操作规程和指引，改“先通风、再检测、后作业”为“先通风、边检测、边作业”，加强应急检测内容与作业的全过程覆盖和协调配合，切实保障作业人员远离有限空间有毒气体中毒的风险。