一起窒息事故的分析

    一、事故经过

    2002年2月8日18时30分左右，某市某厂因处理含油污水的A过滤罐滤料停水检修（此时距离A罐停水已72h），该厂2名工人进入A罐进行作业后，先后晕倒在内。在A罐外监护的工人见状后，立刻进入A罐内抢救，不料抢救的2人也晕倒在内，最终发生了4人死亡的恶性事故。

    事故发生后，该市公安部门对尸体进行了检验，检验结果确定上述4人均为窒息死亡。该厂检测部门于事故发生5h后，对发生事故的A罐中气体进行了采样检测分析，发现其氧气含量（V/V）仅为5.05%、氮气68.95%、二氧化碳1.78%、氩0.87%、甲烷1.10%、水汽7.28%，其他气体成分（包括硫化氢、一氧化碳等）未检出。

    二、污水过滤罐使用的基本情况□该厂使用的污水过滤罐示意图如图1所示。图1污水过滤罐示意图（略）该厂使用的污水过滤罐主要是为处理轧钢含油污水（水温约40℃左右）。该罐罐高约为6m，直径约为3m。无烟煤（直径约3～10mm）滤层高约1.5m，石英砂（直径约3～5mm）层高约1.3m。无烟煤滤下污水中所含油污后，物理性吸附过油污的无烟煤（即粘满油污的部分煤层），由工人定期清出运走作燃料，再添入新的无烟煤作为滤料。过去检修，在停水后立即进人，一直未发生过窒息伤亡事故,而这次窒息死亡事故是在停水72h后检修时发生的。事故发生时，罐内的温度大约在40℃、大气压力为0.1MPa。
    三、缺氧原因分析

    1.滤料石英砂的影响由于石英砂的主要成分为二氧化硅，二氧化硅化学性质稳定，不会对A罐内气体组分改变造成影响。

    2.滤料无烟煤的影响

    这次事故分析中对所用滤料无烟煤进行了采样分析，分析结果表明，该无烟煤为低挥发分、热值高、含碳高、含硫低的优质煤，不会在短时间内形成挥发分，不会起到使A罐内氧气含量下降的作用。

    3.油污的分压

    由于在污水处理过程中有大量的油污存在。在密闭空间、罐内的温度大约40℃、长达72h的时间内，有一定的油污（烃类）蒸气分压存在。

     4.水的分压

    经查表，得知在0.1MPa（常压）、40℃时，水的饱和蒸气含量为7.28%（V/V），所以会使A罐内氧气含量降低。

    四、微生物的影响

    罐内气体组分变化的原因，从生物化学反应的角度进行分析，微生物的生化反应是显而易见的，因为，污水中存在有大量的微生物。本次发生事故的A罐中是否存在大量微生物，微生物的生化反应对罐内有限空间内气体组分的改变有多大的影响，成为分析的重点。

    分析人员现场进行采样后，将所采A罐中无烟煤滤料样品委托某研究所微生物研究室菌种组进行微生物分析。分析结果表明，滤料中好氧菌总数为3.2×106个/g，厌氧菌总数为3.2×107个/g。可见其中好氧菌和厌氧菌数量很大。

    微生物中细菌生长的适宜温度为20～40℃，pH值为4～8，微生物的生长繁殖需要一定的养分。该厂污水处理过程中过滤罐中的温度与pH值（污水的pH值接近中性）正是适宜细菌生长的环境，罐内滤料中油污很多，为微生物的生长繁殖提供了养分。而且发生事故的A罐是在停水72h的密闭状态下，这正为微生物的生长繁殖提供了良好的时间和空间。

    针对A罐中微生物的作用（指好氧菌消耗氧气和碳氢化合物生成二氧化碳和水；厌氧菌消耗碳氢化合物和水生成甲烷和二氧化碳）对A罐有限空间气体组分的影响情况，该微生物研究室进行了模拟试验。模拟试验结果表明，在相同条件下，微生物正常生长的封闭瓶中气体组分与高温湿热灭菌封闭瓶中气体组分有很大的差别。使A罐中氧气浓度下降，二氧化碳与甲烷浓度增高，这正是好氧菌与厌氧菌先后发生微生物化学反应的结果。

    五、分析结论经过采样分析，得出气体组成表见表1。
   
    1.表1中海平面上干燥空气的组分，可以认为是标准的空气组成，其他气体的组分是微量的（如H2S、CO、SO2、H2等）。

    2.表1中罐中刚刚退水后气体的组分，可以认为是除了水蒸气为饱和气体，油污的水表面没有干燥，所以油污不能挥发形成分压；由于时间很短，油污不能发生生物化学反应，所以甲烷及二氧化碳也不能形成分压，其他气体的组分同（1）所述。

    表1空气组成表/％（V/V）

    序号主要成分O2 N2 Ar

     CO2 CH4 H2O其他气体

    海平面上干燥空气20.9978.030.940.037--微量2罐中刚退水后气体19.4672.350.870.034-7.28微量3A罐中气体5.0568.950.871.781.107.28升高3.表1中事故罐A罐中气体经过72h后，油污的水表面已经干燥，所以油污能够挥发形成分压，且这些油气比空气重，占据A罐的底部。其他的气体组分除了（1）中所述的外，很大部分应为油污碳氢化合物。由于时间很长，油污发生生物化学反应，所以甲烷及二氧化碳含量升高，氧含量降低。

    A罐气体中严重缺氧。GB8958-88《缺氧危险作业安全规程》第2.1条规定，缺氧指空气中的氧气浓度低于18%的状态。有研究资料表明，当吸入空气中氧含量低于18.7％时，开始出现轻度的缺氧反应，当空气中氧含量降至6％以下，立刻会出现死亡。

    六、事故教训操作人员进入任何密闭容器或半密闭容器内作业时，事先一定要将容器内部的气体用新鲜空气彻底置换一遍，特别要注意较空气重的气体（如CO2、H2S、C3以上油气等）的置换，进入容器后要不断向容器内提供新鲜空气，按照GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》第5.4.3条规定的要求，换气次数应不小于每小时12次。如果上述密闭容器没有换气条件，必须佩戴压缩空气或氧气呼吸器具方可进入作业。以上2种作业方式，在确保安全生产的条件下，应该在有人监督之下进入密闭容器或半密闭容器内作业。