弹药洞库空气污染物分析及防护对策

宋 超，黎志强

（海军航空大学，山东 烟台264001）

1 引言

弹药洞库是中国军弹药储存的重要场所。与地面或半地下弹药库相比，洞库具有容量大、防护性能好、利于防热等特点，能够应对防御作战和突发事件，因此，数量较大的弹药物资一般都储存在洞库中。但是，与地面库相比，洞库内部环境受岩石、土壤以及封闭空间等因素的影响，空气质量问题比较突出。恶劣的内部空气环境不仅会对弹药的可靠性和寿命产生影响，而且还会影响弹药保障人员的健康和创造力。因此，有必要对弹药洞库内部空气污染物进行分析，以便采取合理的空气处理措施，改善洞库内部环境。

2 弹药洞库空气污染物危害及来源

洞库内部空气质量问题涉及环境物理学、气候学、生态学、材料学、生理学及心理学等现代科学的诸多内容。空气环境要素包括：由空气温度、相对湿度、空气流速和壁面温度等组成的热环境指标；由二氧化碳、一氧化碳、含尘量、微生物或细菌、挥发性有机化合物、氡及其子体等组成的空气品质指标；由噪声、照明和电磁辐射等组成的物理环境指标等。其中空气品质指标决定了洞库内弹药保障人员的健康程度，需要优先保证。

洞库中的有害气体种类很多，根据有害气体对人体所起作用的性质，有害气体可分为四种基本类型：窒息性有害气体（一氧化碳、氢氰酸等），刺激性有害气体（氯、氯化氢、二氧化硫等），放射性有害气体（氡等），中毒性有害气体（磷、汞、砷化合物、金属有机化合物蒸汽等）。不同地区、不同功能的弹库内所含的有害气体显然不同[1-2]。以下着重介绍弹库中几种常见的有害气体的性质、危害和主要来源。

2.1 二氧化碳

二氧化碳是空气成分中与人们日常生活密切相关的气体。其无色无味无毒，对人的危害主要取决于二氧化碳的浓度和接触时间。二氧化碳浓度太高，氧气不足（安全极限为空气体积占比15%左右），会导致呼吸困难，严重缺氧还会使中枢神经发生障碍甚至危及生命。空气中不同CO2含量对人体的影响如表1所示。

洞库中二氧化碳主要产生于弹药保障人员新陈代谢和柴油机电站工作中。

表1 空气中不同CO2含量对人体的影响

根据1998年颁布的国标GB/Tl7216—1998《人防工程平时使用环境卫生标准》，弹库内部的空气环境的二氧化碳浓度不应大于0.1%～0.2%。

2.2 一氧化碳

一氧化碳是一种无色、无味、对血液神经有害的气体。比空气略轻，它可以均匀地分布在空气中。

一氧化碳与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，使其不能向人体各组织输送氧气，损害血液输运氧气的能力。一氧化碳对人体的危害同样主要取决于一氧化碳浓度和接触时间。当人体血液中碳氧血红蛋白含量达到5%时会产生慢性影响，如头痛、头晕等，达到60%时就会昏迷，达到90%时很快死亡。

一氧化碳对人体的影响程度如表2所示。

洞库中一氧化碳的主要来源为燃烧不充分产生的废气，如地下柴油电站的柴油燃烧室内可燃材料的燃烧、吸烟等。

根据1998年颁布的国标GB/T17216—1998《人防工程平时使用环境卫生标准》，洞库内的一氧化碳浓度不应大于10mg/m3。

2.3 挥发性有机化合物

如果洞库通风量（主要是新风量）不足，内部就会产生霉味或其他异味，给人以不愉快的感觉。长期在这样的环境中工作，对人体的健康和工作效率产生不利影响，如头痛、头晕、恶心、胸闷、乏力、嗜睡、烦躁等。洞库产生异味的主要原因是空气中含有多种低浓度的挥发性有机化合物（总称为VOC）。室内空气中有几百种挥发性有机物，单一的成分在空气中的浓度均非常低，不会危害到人类健康。当各种不同的VOC混在一起后，就会影响长期生活和工作在里面的人的健康[3]。

对弹库而言，挥发性有机化合物的主要来源：通风空调系统自身污染，如经污染的通风换气装置将VOC带入室内；人体本身散发或由吸烟产生，如丙酮、异戊二烯等；建筑或装潢材料，如地毯、油漆、胶水、墙板、地砖等释放混杂的有机化合物；建筑物大量采用的绝缘材料，释放出挥发性有机化合物。因此，洞库内VOC污染对人体健康的影响，既有气味和感觉效应，也有黏膜刺激作用，最主要的是致癌性。

2.4 微生物

人员频繁活动场所空气中存在多种微生物，其中有些是病原微生物，如结核杆菌、白喉杆菌、麻疹病毒、流感病毒等。空气中的病原微生物附着于灰尘颗粒和飞沫上，随人的呼吸进入呼吸道、肺部，引起感染而患病[4-5]。

弹库微生物一方面由工程外空气中引入，但更主要是由于洞库中常年保持恒定的温度和较高的湿度，对细菌和微生物的繁殖提供了适宜的环境。因此，在弹库中防止微生物的污染和传播，任务更加艰巨。

2.5 氡及子体

氡是由镭衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体，无色无味。常温下，氡及其子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气，易被呼吸系统截留并在肺部积累诱发肺癌。科学研究表明，氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上，其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上。氡是除吸烟以外，引起肺癌的第二大因素，世界卫生组织把它列为使人致癌的18种物质之一。

氡对人体的危害主要有确定性效应和随机效应。确定性效应表现为血细胞在高浓度氡的暴露下，集体出现变化，特别是氡与神经系统结合后，危害更大。随机效应主要表现为体内氡衰变产生的粒子可对人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。

弹库中氡的主要来源是洞库周围的岩石、土壤、地下水及内部的建材。岩石和地下水中的一部分氡在压力差、浓度差、温差作用下，通过扩散、对流、毛细管水流渗透等方式穿过并进入到洞库内。洞库内表面的氡析出率与岩石、土壤、地下水、建材等的氡含量、间隙大小、空隙率以及透气能力有关，特别是与洞库被覆的密封性能、密实程度密切相关。

3 洞库空气污染应对措施

洞库空气污染对人体健康的危害极大，因此，必须采取各种控制和治理措施。改善和提高库内空气质量应从污染源的控制、通风换气、合理使用空调、采用空气净化装置以及室内绿化、优化设计、完善法规等诸多方面综合考虑。

3.1 污染源控制

消除和减少洞库污染源，才能从根本上减少洞库内部空气中化学污染物的释放，这是改善库内空气质量、提高舒适性的根本途径。

洞库空气污染物的来源是多方面的。对于弹库工程中建筑材料、装饰材料和办公家具等释放的有害气体，应根据国家标准选择绿色环保建筑材料，同时尽可能地减少油漆、粘合剂、涂料等装饰材料。对于洞体中的放射性污染，应加强被覆层密闭，消除山体向洞内的渗透。

3.2 加强通风换气

加强通风换气使洞库内外空气对流，排除库内湿热空气及其他有害气体，换入干燥、清洁的空气，从而改善洞库内空气环境。通风换气是消除内部空气污染物最经济、最有效的方式，主要有自然通风和机械通风两种方式。

自然通风换气是利用洞库内外气温差、压力差和风力差的作用而实现换气，一般多用于一字型且坑道较短的小型洞库。通风效果与很多因素有关。一般来说，洞库内外温度差越大，洞口高度差越大，通风效果越好。洞口迎风，且风速越大通风效果越好。同时，通风换气要兼顾洞库内部湿度，只有洞库内空气的湿度高于洞库外空气的湿度，才可进行自然通风。

对于大型洞库，其建筑结构有良好的密封性能，采用自然的通风换气方式效果甚微，应采用机械通风方式。机械通风利用通风系统对洞库进行强制通风。

3.3 空气净化

采用空气净化装置净化。空气净化分物理、化学和生物等几大类净化方法，如过滤、活性炭的吸附换气等物理方法；氧化、还原、中和、离子交换、光催化等化学方法；杀菌、生物氧化等生物方法。随着净化新技术的应用，空气净化器得到广泛的应用。

利用植物净化。植物吸收水分后，经过叶片的蒸腾作用向空气中散失，可以起到湿润空气的作用。柠檬、茉莉等植物散发出来的香味能改变人们因单调乏味的工作而导致疲惫的状态；茉莉、丁香等花卉分泌出来的杀菌素能够杀死空气中的某些细菌，抑制结核、痢疾病原体和伤寒病菌的生长，