拉萨中心城区有限空间内主要气体含量分析及评价

陈浪 邓浩然 鲍阳 刘亚伟 洛桑顿旦

摘要： 有限空间，是指封闭或者部分封闭，与外界相对隔离，出入口较为狭窄，作业人员不能长时间在内工作，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量不足的空间。针对所处位置不同，对有限空间主要分为三类：地下有限空间、地上有限空间和密闭设备。以拉萨市主城区作为研究对象，划分了商业区、居民区、地下停车场等功能区，共设有48个数据采集点，利用手提式复合型气体分析仪分三次采集了甲烷、二氧化碳、一氧化碳在内的气体浓度数据，通过数据分析得出以下结论，（1）甲烷的含量对于不同的区域大有不同，人流量大，餐营业较多的地方，其污水井中甲烷含量较高，并且冬季多夏季少;（2）一氧化碳浓度虽然很难达到其爆炸下限，但2.4ppm的浓度足以使人不适，根据数据分析，地下停车场50%的时段一氧化碳浓度超标，应当实时的进行检测，定时通风换气;（3）二氧化碳与氧气的含量多少直接影响人体的正常呼吸，夏季二氧化碳含量较大，冬季较少，且温度越低，含量越低，这与好氧微生物的代谢繁衍有着密切联系，为防止窒息，进井前应当进行二氧化碳的浓度测定，相关市政部门应当对上岗人员进行入职培训，教授必要的安全知识，严令工作人员按作业流程，操作规范完成。

关键词：有限空间 有害气体 作业安全防范 气体监测分析

前言：

在党中央的亲切关怀和全国人民的大力帮助下，近年来西藏社会取得了众多可喜的成就，据统计[1]，截止2018，拉萨市城镇人口36.87万人，占比53.6%;接待海内外旅游人数1606.61万人次;工业总产值达144.03亿元，其中重工業占比57.6%;拉萨市核心城关区生产总达241.84亿元，城区面积不断扩大，市区土地面积303平方公里，排水管道总长6520.85公里，随着城市生产能力的提升，城市面积的扩大，密闭空间的类型及数量也在激增，主要以地下停车场、排水管为主。据统计[2]，2019年拉萨市共发生工矿商贸安全事故12起，其中建筑（市政）施工领域发生事故5起，死亡5人，事故占比42%，伤亡人数占比24%，截止2018年12月拉萨市汽车保有量达24.9574万辆（包括新注册和转入），同时，截至12月24日，拉萨市公安局交警支队车管所的2018年业务受理量达69979次。拉萨正处于发展的加快期，在加快建设期间，更应当注重对有限空间方面的使用及作业规范，将其贯穿到城市建设规划及维护管理中去，最大限度的降低安全事故的发生率，减少带来的人身财产损失。

国内外对有限空间的研究可追溯到上世纪，上世纪40年代Pomeroy和Bowlus在城市污水工程杂志上发表的文章，阐述了硫化氢的产生机理及影响[3]， 江光明、刘义文[4-5]1等人对污水管道中甲烷和硫化氢等气体的产生机制及控制方案做了具体的研究，张锐[6]等人对北京市某区部分沟段污水井做了研究，结果表明各气体随区段，季节变化而变化，并对各区进行了系统比较，提出了诸多有建设性的意见。

本文结合前人的研究，立足拉萨市的城市建设特点，进行了数据的收集，对相关气体的含量变化进行了影响因素分析，最后根据分析结果为拉萨市有限空间的建设与管理提出建议，

1、研究思路与方法

本文将拉萨市主城区进行合理划分，共有住宅区、商业区、地下停车场三区，14个区段，布设48个数据采集点，共采集三次数据进行分析，分别对其中的一氧化碳、甲烷、臭氧、氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫六中有害物质进行了检测，本文所采用的仪器为手提式复合型气体分析仪，能精确检测分析多种气体浓度及环境温湿度检测，满足了本文的检测需求。数据如下：表1、表2、表3，由于本文检测的数据单位为PPM，由于臭氧、二氧化硫含量较少，本文不做展现和分析。

2、数据分析

2.1甲烷

甲烷作为可燃气体，我们更加关注其在下水道中的浓度变化，如图1为甲烷随季节的浓度变化，甲烷的爆炸下限为5%VOL，而通过本次检测含量最大值为1%百分之一左右，低于爆炸下限，甲烷在夏季含量低，冬季含量高，以此往复，图2为甲烷浓度随温度变化图，据两图可知甲烷浓度随温度上升而减少，这可能与甲烷菌与其他菌种的生存竞争有关。

通过比较不同区域的甲烷含量，得到图3，据图可知相比于地下停车场，商业区的甲烷含量较高，本次商业区所选为大昭寺及小昭寺一带，其中主要包含餐饮业和服装业，其次该区域的人流量较大，对甲烷的含量也有一定提升作用。拉萨城区住宅区一般为3-5楼的居民房居多，还有少量的独居独院，人均占地面积较大，所以导致居民区甲烷含量较少，地下停车场一般设有通风处，能够较好的带走汽车废气。

2.2二氧化碳

二氧化碳与氧气的浓度主要与不同的微生物代谢活动，及环境的气体流通状态有关，对于有限空间内的作业，为防止窒息，应做到先检查，后作业的原则，如图4所示为二氧化碳季节变化趋势图，基本呈现夏季高，冬季低的势态，这与温度影响微生物的代谢有着紧密联系，已知二氧化碳浓度超过1500PPM时人体开始感觉不适，5000PPM时使人丧失知觉，图5可得出二氧化碳浓度高出2000PPM时的占比情况，夏季高出的几率较大，因而在进井作业时都应当先检查井内的二氧化碳浓度，确保安全才能入井，尤其是夏季更应注意。

通过不同区域的二氧化碳浓差异，如图6所示，从图中可看出，二氧化碳的平均浓度商业区最高，这与甲烷的浓度特征相似，也可能与商业区有较多的餐营业有着密切联系，再加之人流较大，所产生的生活污水也随之加大，导致二氧化碳浓度较其他区域较高。

2.3一氧化碳

一氧化碳既是对人体有窒息，又是易燃易爆气体，在人类活动能接触的区域内都应当将他作为空气检测对象。通过本次研究，图7的一氧化碳含量，地下停车场中一氧化碳含量最高，我国环境卫生部门规定：空气中的一氧化碳的日平均浓度不得超过0.8PPM;一次测定最高容许浓度为2.4PPM，本文以超出2PPM为计数，得出不同区域的超标含量占比，根据计算居民区未存在超标记录，商业区超标占比为8.7%，地下停车场超标占比为50%，再根据图8所示车辆数与一氧化碳含量关系，车辆停放越多，一氧化碳含量越大，所以该当注意在车辆停放较多，出入频繁的地下停车场、室内停车场加强排气通风，

3结语

（1）甲烷的含量对于不同的区域大有不同，人流量大，餐营业较多的地方，其污水井中甲烷含量较高，并且冬季多夏季少，甲烷属易燃易爆气体，在下井作业前，应当进行甲烷含量的测定，作业全程不应当动用明火以及吸烟，在餐饮区应当定期对管道内部进行换气，井盖处切勿留有较大空隙，以免可能的火星、烟头掉入井内而引起火灾爆炸。

（2）二氧化碳与氧气的含量多少直接影响人体的正常呼吸，夏季二氧化碳含量较大，冬季较少，且温度越低，含量越低，这与好氧微生物的代谢繁衍有着密切联系，为防止窒息，进井前应当进行二氧化碳的浓度测定，（可采用灯火实验进行初测）低于最低浓度限定应当先进行通风换气，或者携带给氧器才可进入，

（3）一氧化碳既是易燃易爆气体，又是有毒气体，由于其状态无色无味，使人难以察觉，根据以上数据，污水井依旧可能存在一氧化碳超标的危险，虽然污水井中的一氧化碳含量远低于其爆炸下限12.5%，但其危害人体的浓度仅2.4PPM，地下停车场及室内停车场等处，其浓度超标几率达到50%，应当安装有害气体浓度预警装置，及时反馈气体含量信息，运用换气系统实时对内部进行通风换气，同时保障车辆的畅通，避免车辆的过久等待，

（4）相关市政部门除要对上岗工人进行完备的技能培训外，还应进行必要的作业安全知识点教育，要求作业工人严格按照作业流程，操作规范完成，配备必要的安全防护措施，保障作业人员及市民的人身财产安全，降低事故发生率。做到定期对污水管道进行气体含量测定，及时了解相关气体浓度信息，定期做必要的排气。

参考文献

[1]《拉萨市统计年鉴—2018》http：//www.lasa.gov.cn/lasa/tjnj1/201912/749c935248b040a8bf9e9bdd64ffb410/files/4244401a661941b6a8f7988b7c58e8e3.pdf

[2] 拉薩市2019年10月生产安全及1～10月生产安全伤亡事故统计通报，拉萨市应急管理局http：//www.lasa.gov.cn/lasa/syjglj/201911/ee45ba747a874f55b41fb190fe912d04.shtml

[3] Pomeroy R D， Bowlus F D. Progress Report on Sulfide Control Research[J].Sewage Works Journal，1946，18（4）：597-640.

[4] Jiang G， Sharma K R， Guisasola A， et al. Sulfur Transformation in Rising Main Sewers Receiving Nitrate Dosage[J].Water Research，2009，43（17）：4430-4440.

[5] Liu Y， Tugtas A E， Sharma K R， et al. Sulfide and Methane Production in Sewer Sediments： Field Survey and Model Evaluation[J].Water Research，2016，89：142-150.

[6]张悦，刘艳，杨春丽.污水井中气体分布规律及影响因素研究[J].安全，2019，40（8）：22-27.

西藏大学理学院 环境科学 陈浪 汉 男 1998.03.14，

项目名称：拉萨中心城区有限空间内主要气体含量分析及评价

项目编号：S202010694009

注释：

四川泸州人，本科在读，主要从事环境监测治理方面的研究

西藏大学理学院 环境科学