有限空間作業(yè)中毒分析

有限空間作業(yè)中毒分析2018年2月23日，肇慶市廣寧縣廣安紙業(yè)有限公司發(fā)生一起因吸入有毒氣體造成1人死亡，7人受傷的事故。日前，省安監(jiān)部門通報(bào)此次事故，通報(bào)稱此次事故發(fā)生在春節(jié)后復(fù)工復(fù)產(chǎn)之際，是一起在未進(jìn)行危險(xiǎn)因素辨識(shí)情況下盲目違章操作引發(fā)的事故。為何此類事故屢屢出現(xiàn)，下面以一起親自參與調(diào)查的有限空間作業(yè)事故技術(shù)分析作為例子，分上中下三篇對(duì)事故調(diào)查過程、事故原因分析和事故教訓(xùn)等進(jìn)行剖析。本期對(duì)相關(guān)事故原因和氣體檢測(cè)與計(jì)算進(jìn)行說明，下期主要對(duì)有限空間作業(yè)需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行說明。事故原因分析1.有毒有害氣體分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境、事故時(shí)接收井的環(huán)境狀況、接收井的施工工藝以及當(dāng)時(shí)的作業(yè)情況，W31接收井內(nèi)可能存在硫化氫（H2S）、磷化氫（PH3）、氨氣（NH3）、一氧化碳（CO）、有機(jī)揮發(fā)物（VOC）等有毒氣體以及（CH4）、缺氧和二氧化碳（CO2）等引起窒息的氣體。下文將分別從有毒氣體和缺氧窒息性氣體的危害進(jìn)行闡述，并初步的分析這些氣體存在的可能性。（1）有毒氣體H2S、PH3和NH3氣體。H2S、PH3、NH3三種氣體的主要危害是吸入中毒的危害，特別是作業(yè)場(chǎng)所中短時(shí)間接觸對(duì)人產(chǎn)生傷亡的濃度尤其要得到控制，表1、2、3分別列出了H2S、PH3、NH3氣體吸入后的急性毒性資料。事故發(fā)生時(shí)W31接收井內(nèi)殘留有1m深左右閉水試驗(yàn)用水，閉水試驗(yàn)用水來自接收井北側(cè)河水中的水。有毒有害氣體可能為閉水試驗(yàn)殘留在井內(nèi)的水經(jīng)過微生物反應(yīng)釋放的有害氣體，常見的有甲烷（CH4）、硫化氫（H2S）、磷化氫（PH3）、氨氣（NH3）、一氧化碳（CO）以及有機(jī)揮發(fā)物（VOC）等。一氧化碳（CO）和有機(jī)揮發(fā)物（VOC）。CO是一種最常見的有毒氣體，其產(chǎn)生的主要原因是物質(zhì)的不完全燃燒。它的危害是通過CO與人體血液中血紅蛋白的結(jié)合，而且結(jié)合率大于O2與血紅蛋白的結(jié)合率，從而導(dǎo)致血氧濃度降低而引起中毒，表4列出了CO的急性毒性資料。在我們大氣對(duì)流層中的CO的本底濃度約為0.1～2ppm。日常在我們城市環(huán)境空氣中CO主要來源于汽車尾氣的排放，汽車尾氣排放的一氧化碳濃度通常在100-200ppm。VOC為有機(jī)揮發(fā)氣，環(huán)境中VOC的主要來源之一也是汽車尾氣。而接收井位于道路中間綠化帶上，可能存在汽車排放的尾氣滲入井內(nèi)，因此井內(nèi)可能會(huì)有CO和VOC存在。（2）缺氧窒息性氣體氧氣（O2）和二氧化碳（CO2）。氧氣的正常含量為19.5-23.5%，低于19.5%會(huì)導(dǎo)致人體缺氧窒息。氧氣含量低對(duì)人體的影響如下表5。CO2如果濃度過高也會(huì)導(dǎo)致窒息。接收井內(nèi)空間受限，空氣流動(dòng)不暢，工人在井下敲打封板作業(yè)過程中會(huì)消耗氧氣，有可能造成會(huì)氧氣供應(yīng)不足，造成工人體力下降、眩暈，臥倒在井內(nèi)發(fā)生淹溺。人員的作業(yè)活動(dòng)除了消耗氧氣還會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，在有限空間內(nèi)沉于井底，也會(huì)導(dǎo)致有限空間內(nèi)作業(yè)窒息。甲烷（CH4）甲烷濃度本身微毒，但是含量過高會(huì)引起氧含量的降低，引起窒息。甲烷主要來源還是來自于污水微生物厭氧反應(yīng)，而井內(nèi)存在殘留水，在封閉空間中可能會(huì)進(jìn)行微生物的厭氧反應(yīng)產(chǎn)生CH4。2.有毒有害氣體檢測(cè)通過前文的分析，接收井內(nèi)可能存在CH4、H2S、PH3、NH3、CO、CO2和VOC這些有毒有害氣體，還有可能存在缺氧現(xiàn)象。為了驗(yàn)證這些氣體的存在，在事故發(fā)生后的第三天，采用便攜式檢測(cè)儀器對(duì)W31頂管接收井內(nèi)氣體進(jìn)行了檢測(cè)，并沒有檢測(cè)出CH4、H2S、PH3、NH3這些毒性氣體，即使事故當(dāng)天有這些氣體的存在，則在這個(gè)通風(fēng)不良、相對(duì)封閉的井內(nèi)空間內(nèi)，比空氣重的H2S、PH3很難排出，因此或多或少會(huì)有這些氣體的殘留，在檢測(cè)時(shí)不可能不會(huì)被檢測(cè)出；而NH3具備非常明顯的刺激性氣味，很容易被人的嗅覺覺察到，據(jù)當(dāng)事者口述資料，并沒有明顯的刺激性氣味；另外，閉水試驗(yàn)用水為干凈的河水，生物反應(yīng)非常弱甚至不會(huì)反應(yīng)，因此出現(xiàn)CH4、H2S、PH3、NH3的可能性較小；而且工人在緯五路污水管網(wǎng)工程其他井的作業(yè)中沒有出現(xiàn)這些氣體的中毒事故。通過上述分析結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，可以明確的排除由CH4、H2S、PH3、NH3引起中毒。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)CO檢測(cè)出的濃度為214ppm，已經(jīng)非常明顯的超出空氣中CO本底濃度，比較接近尾氣排放的濃度，且濃度達(dá)到了使人產(chǎn)生嚴(yán)重的頭痛、眩暈等癥狀的濃度，因此本次事故懷疑為CO中毒引起人員頭痛、眩暈，使作業(yè)人員臥倒于井內(nèi)水中，導(dǎo)致窒息死亡。VOC檢測(cè)出的濃度為3.1ppm，雖然超過了職業(yè)接觸限值，長時(shí)間接觸會(huì)存在職業(yè)危害，但濃度比較低，不能立即讓人中毒死亡。因此只能懷疑VOC是這次有限空間作業(yè)事故的有毒氣體其中之一，但不是主要的氣體。CO2檢測(cè)結(jié)果為814ppm，雖然不會(huì)影響呼吸，但是濃度已經(jīng)明顯的超出空氣中的正常含量，可以確定井內(nèi)存在CO2的產(chǎn)生源，導(dǎo)致CO2濃度偏高。但是事故當(dāng)天CO2濃度是否大于814ppm，是否達(dá)到了達(dá)到讓人昏厥甚至讓人死亡的濃度還需要進(jìn)一步的分析確認(rèn)。檢測(cè)出的O2濃度則處于在正常范圍內(nèi)，但是檢測(cè)是在事故第三天，通過三天恢復(fù)O2可能回到正常狀態(tài)，因此沒法確認(rèn)事故當(dāng)天氧氣濃度是否達(dá)到對(duì)人體傷害的濃度。3.氣體來源分析通過檢測(cè)結(jié)果以及上述的分析，可以明確的排除H2S、PH3、NH3氣體導(dǎo)致的中毒。而檢測(cè)出的已經(jīng)超出空氣中正常濃度范圍CO、CO2和VOC需引起格外重視，很有可能是這次事故的元兇。需要從事故發(fā)生時(shí)井內(nèi)狀態(tài)、施工工藝、工人作業(yè)工具和設(shè)備的使用情況等方面入手，從氣體的來源的角度展開進(jìn)一步的分析，以確認(rèn)CO、CO2和VOC氣體是否在事故發(fā)生時(shí)達(dá)到致人中毒濃度的可能性以及是否存在O2的大量消耗。針對(duì)這起事故，接收井內(nèi)可能產(chǎn)生這些氣體來源有井內(nèi)殘留水的生物反應(yīng)、管道瀝青涂料的揮發(fā)以及抽水設(shè)備的使用。（1）井內(nèi)殘留水的生物反應(yīng)井內(nèi)殘留水為閉水試驗(yàn)用水，比較干凈，并不是污水，而且從氣體檢測(cè)結(jié)果看并沒有檢測(cè)到CH4、H2S、PH3、NH3這些最常見的微生物反應(yīng)釋放的氣體，說明并不存在很明顯的生物反應(yīng)，因此可以忽略殘留水微生物反應(yīng)釋放的CO、CO2、VOC，以及所能消耗的O2。（2）管道壁瀝青涂料中VOC揮發(fā)施工工藝中，管道的管壁需要進(jìn)行瀝青涂料的防腐處理，瀝青涂料會(huì)會(huì)揮發(fā)VOC。但是管道的防腐處理工作是在頂管之前就已經(jīng)完成，暴露于空氣中已經(jīng)有一定的時(shí)間，在事故時(shí)大量揮發(fā)的可能性已經(jīng)非常小，即使有揮發(fā)，也不能達(dá)到致人呼吸不適的濃度。因此井內(nèi)管道壁上瀝青涂料揮發(fā)不是VOC的主要來源。（3）汽油機(jī)水泵的使用事故發(fā)生當(dāng)天的早上7點(diǎn)開始，使用了嘉陵本田WB30XH汽油機(jī)水泵對(duì)W31接收井進(jìn)行抽水，一直到事故發(fā)生，汽油水泵始終處于運(yùn)行狀態(tài)。事故發(fā)生后，下井觀察找到了這臺(tái)汽油機(jī)水泵。汽油機(jī)水泵采用汽油作燃料提供動(dòng)力，在運(yùn)行中排放的尾氣，尾氣中就存在CO、VOC和CO2，相當(dāng)于汽車尾氣（空氣中CO和VOC氣體主要來源于汽車尾氣，由汽油燃燒產(chǎn)生）。事故第三天的檢測(cè)結(jié)果也表明這些氣體成分的存在，而且CO2濃度也要比空氣中正常濃度偏高，CO濃度接近汽車尾氣的排放量，這些現(xiàn)象能充分的說明事故發(fā)生時(shí)井內(nèi)有毒有害氣體來源于汽油機(jī)水泵燃燒尾氣的排放。如果不考慮外界新風(fēng)的進(jìn)入，通過理論計(jì)算，井內(nèi)汽油機(jī)水泵在事故發(fā)生當(dāng)天，CO的濃度最高可能能達(dá)到10875ppm，CO2可能能達(dá)到6000ppm，O2理論上則可能會(huì)消耗完畢。通過上述分析，有毒有害氣體的來源主要來自汽油機(jī)使用時(shí)排放的尾氣。結(jié)合檢測(cè)結(jié)果以及傷者急救時(shí)的診斷報(bào)告，可以明確的認(rèn)為W31號(hào)頂管接收井內(nèi)在事故發(fā)生時(shí)的有毒有害氣體為CO、CO2和VOC，同時(shí)還有缺氧產(chǎn)生的危害。事故分析結(jié)論1.事故直接原因?qū)е卤敬问鹿实闹苯釉蚴荳31頂管接收井內(nèi)使用嘉陵本田WB30XH汽油機(jī)水泵來抽水，水泵的汽油機(jī)在運(yùn)行中排放大量尾氣，主要為CO、CO2、VOC，同時(shí)消耗O2，這些有害氣體在井內(nèi)有限空間中積聚，使井下工人在打開封板作業(yè)過程中時(shí)，在這些氣體的綜合作用下發(fā)生中毒、缺氧窒息死亡。而施救人員由于不清楚井內(nèi)汽油機(jī)水泵尾氣的危害，導(dǎo)致尾氣中毒、缺氧，造成重傷和輕傷。2.事故間接原因（1）違規(guī)作業(yè)未按照《有限空間安全作業(yè)五條規(guī)定》中的規(guī)定，在沒有對(duì)有限空間進(jìn)行通風(fēng)、檢測(cè)和危險(xiǎn)辨識(shí)，沒有執(zhí)行有限空間作業(yè)審批的情況下就擅自進(jìn)入有限空間作業(yè)，從而導(dǎo)致此次悲劇的發(fā)生。（2）使用不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備此次事故，在井下使用了汽油機(jī)這種能排放有毒有害氣體的設(shè)備，使汽油機(jī)成為了這次事故的起始兇手。汽油機(jī)運(yùn)行后排放的有毒有害氣體在井內(nèi)不能有效的擴(kuò)散，導(dǎo)致汽油機(jī)尾氣在井內(nèi)大量積聚。（3）安全管理欠缺施工單位沒有建立有限空間作業(yè)的審批制度，對(duì)有限空間作業(yè)盲目指揮?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程中，井外看護(hù)人員沒