排水系统运行维护中H2S气体的中毒及防治

排水系统运行维护中H₂S气体的中毒及防治

　　随着现代社会的发展，排水系统在处理城市居民生活污水和工业废水上起到越来越重要的作用。污废水在输送和处理过程中，污染物质会发生转化，并生成新的物质。其中生成的H₂S气体便是一种非常有害的物质，一方面它在H2S杆状菌的作用下，在管道表面被氧化成H2SO4侵蚀内管壁的混凝土表面及其他设施；另一方面，在运行维护中发生H₂S泄漏，极易造成H₂S中毒伤亡事故。

　　1996年8月19日上午，太化集团公司所属的某化工企业在疏通义井宿舍12号楼窨井淤塞时，由于作业人员没有采取预防性措施，当下水管道被疏通后，H₂S气体迅速扩散，致使井下作业人员吸入，导致中毒，发生了一起死亡2人、伤1人的重大事故。1994年，北京市高碑店污水处理厂发生一起H2S中毒事故，造成4人死亡，多人受伤。上海某污水处理厂在对污水泵站检修时，突然发生H2S外泄，造成多人伤亡事故。事实上，全国各地排水系统在运行维护中，此类事故时有发生，这与人们对排水系统H2S气体的危害认识不足，防范措施不利有直接关系。因此，全面认识排水系统H2S对人体的危害，并采取相应的防范措施是非常必要的。

一、排水系统H2S气体的生成过程

　　H2S是与氰化物具有相同强度的毒性物质，是排水系统产生恶臭的主要物质。它的生成一般有两种途径，一种是污水中存在的硫酸盐离子在厌氧条件下，通过脱硫弧菌属等脱硫细菌把其转化为含硫氢基蛋白质等有机物，即由+6价氧化态转化成-2价的还原态，反应式：SO₄^2-+8H++8e→S^2-+4H₂O；另一种是污水中的含硫有机物，主要是生物体蛋白质组成成份中的含硫氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、谷胱苷肽等，这些氨基酸的分解，会放出H₂S。
　　H2S的生成与以下几种因素有关。
　　①PH值。当PH<7时，气相中的H2S浓度变高；当PH＞10时，H2S几乎不存在。
　　②温度。H2S产生最适宜的温度在23℃左右。
　　③营养物。当污水中的有机物增加，溶解氧(DO)迅速消耗，当DO=0，ORP=-100时，S2-开始生成。
　　④管道内生物膜，致使微生物迅速繁殖，造成厌氧状态，从而产生H2S。
　　⑤接触时间。污水在管道内滞流时间越长，产生的H2S气体就越多。

二、H2S毒理学

　　硫化氢(Hydrogen Sulfide)的分子式为H2S，无色气体，有特殊的臭鸡蛋气味。其相对分子质量为34.08，比重为1.19kg/m3，在空气中容易燃烧，火焰呈蓝色，易引起火灾，与空气混合达一定比例时遇明火或受热即发生燃炸，爆炸界限为4.3％～46％。
　　引起中毒的主要途径为吸入、接触（皮肤吸收）。
　　中毒后的主要症状：H2S中毒是生产环境中在短期内接受大量H2S引起以中枢神经系统、眼结膜和呼吸系统损害为主的全身性疾病。可分为轻度中毒，表现为眼结膜损伤，如搔痒、疼痛、异物感及肿胀或明显炎症，角膜糜烂；中度中毒，表现为头脑、胸部压迫感、乏力，眼、耳、鼻、咽粘膜的灼痛，以及呼吸困难，胸痛等症状；重度中毒，表现为意识不清，过度呼吸，迅速转向呼吸麻痹，很快死亡。
　　处理中毒事故的原则是，及时将中毒者放置空气新鲜的地方，并及时送医院抢救，对呼吸困难者应予输氧，对粘膜损伤者应及时用生理盐水冲洗患处。

三、防范措施

　　在排水系统运行与维护中发生H2S气体泄漏，造成人身伤亡事故，一般有以下几种情形：① 管道输通，由于H2S气体比重大于空气，易积聚在低洼处和管道内部，当管道疏通时大量H2S气体外泄；②排水设施及污水处理构筑物，如污水泵站、污泥池、沼气池的污泥取样间、阀门井、检查井等，在日常运行和检修中，因管道、阀门打开或因腐蚀发生破裂，瞬间大量高浓度H2S气体外泄，由于这些设施及构筑物大多处于地下及半地下室，自然通风条件差，易造成人员伤亡事故。因此，在运行维护中必须采取一系列防范措施。
　　1、鉴于排水构筑物中大部分为地下及半地下室，自然通风效果差等情况，而H2S平时及事故泄漏时均在底部积聚，形成高浓度区，因此对易产生H2S泄漏的工作场所，均应设置固定机械排风装置。在作业面附近加设紧急启动按钮。
　　2.在工作地点应设置防毒面具及抢修抢救器材和工具箱，防毒面具的吸收罐必须是H2S专用的。为充分发挥防毒面具的作用，确保人身安全，应对使用人员进行必要的训练，使其掌握操作要领，并能迅速正确地佩戴使用，有条件时应配备氧气呼吸器。
　　3.在易发生H2S泄漏和经常有人停留的地方，如污水泵站等，进行硫化氢气体的监测是非常重要的。因此，应设置对空气中H2S浓度进行监测及报警装置，有条件时可喂养一些小动物供监测用。
　　4.在对下水道输通或对排水构筑物等进行检修时，必须首先明确工作任务，熟悉掌握作业管道检修项目的具体情况，按规定办理有关审批手续，并要根据工作的具体情况制定相应的预防性措施，如作业人员佩戴防毒面具，做好降水、通风、气体监测等项工作。同时，对作业人员采取轮流作业法，尽量缩短作业人员在H2S现场的停留时间，避免受到H2S的伤害。
　　5.加强排水设施及管道阀门等设备的日常维护工作，确保排水畅通，并定期检修或更换阀门等设备，避免H2S对金属管道等的腐蚀，以防发生H2S泄漏。