朱雁伯¹，王溪蓉¹，張禮文²，張建新³
（1.天津市排水管理處，天津300202；2.撫順市排水公司，遼寧撫順113006；3.中國市政工程華北設計研究院，天津300074）

　　摘 要： 城市排水系統(tǒng)中的管道及閘井等部位容易積聚對人體有害的硫化氫氣體，稍有不慎易造成人員傷亡事故。因此在日常的運行管理中，應加強對重點部位的監(jiān)測，作業(yè)時應采取一定的防護措施。
　　關鍵詞：排水系統(tǒng)；硫化氫；監(jiān)測與防護
　　中圖分類號：TU992.23
　　文獻標識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2000)09-0045-03

　　城市排水系統(tǒng)中主要吸納了居民生活污水及工礦企業(yè)排出的廢水，其中的一些化學物質(zhì)在密閉的排水管道及設施中，在特定的條件下相互混合，發(fā)生化學反應生成新的物質(zhì)。這些物質(zhì)中有一些會對設施管道產(chǎn)生腐蝕，有一些對人的身體構(gòu)成危害，其中硫化氫就是一種非常有害的物質(zhì)。
　　硫化氫是一種無色，帶有腐蛋臭味，且具有刺激性和窒息性的氣體。其分子質(zhì)量為34.08u ，體積質(zhì)量為1.19(比空氣重)，最高濃度常常集中在通風不良的下水道底部、各種污水井底部、污泥坑塘底部和污水河底泥中。

　　1 硫化氫產(chǎn)生機理

　　下水道內(nèi)產(chǎn)生惡臭的物質(zhì)主要是硫化氫。由于附著于下水道管壁所形成的粘泥中有一種特殊的專性厭氧菌，這種細菌主要是硫酸鹽還原菌，在厭氧條件下將污水中的含硫酸鹽有機物還原，使之生成硫化氫。
污水中硫酸根和硫化氫氣體含量分別用下列公式表示：
　　硫酸根含量SO₄^2-(g)=硫酸根濃度(mg/L)×排水管排水量(m³)
　　硫化氫氣體產(chǎn)生量H2S(g·min)＝硫化氫濃度(mg/L)×［排水管道容積+下水道入口處容積］(m³)×硫化氫發(fā)生時間(min)

　　2 各種因素對硫化氫生成的影響

　　① pH值的影響
　　氣相中的硫化氫含量隨pH值的高低而變化，當污水的pH值＜7時，氣相中的硫化氫濃度變高；當pH值＜6時，氣相中的硫化氫含量大量增加；當pH值＜5時，硫化氫幾乎接近100%，而溶解性的HS^-幾乎未檢出。當pH值接近7時，H₂S和HS^-含量大致相等，pH值＞10時H₂S幾乎不存在。
　?、?溫度的影響
　　硫酸鹽還原菌的最適生長溫度為22～23 ℃。
　　③ 有機物濃度的影響
　　作為污水中的有機物成分如BOD、COD的含量增加，會導致溶解氧快速消耗，在硫酸鹽還原菌的作用下，污水中的硫酸根被還原，從而使硫化氫含量增加。
　　④ 氧化還原電位(ORP)的影響
　　污水中氧化還原電位(ORP)在-100～-300mV之間時，硫酸鹽還原菌最活躍，加快了還原作用。
　　⑤ 污水滯留時間與硫化氫濃度的關系
　　污水管內(nèi)污水滯留時間愈長，硫化氫含量增加愈快。如果滯留時間由1h增加到1.5 h，硫化 氫會增加2～6倍。當用泵提升污水時，硫化氫會釋放出來進入空氣中，所以污水滯留時間與釋放到空氣中的H?2S氣體呈正比例關系。因此，抑制硫化氫的生成必須盡可能縮短污水在管道內(nèi)的停留時間。
　?、?排水設備狀態(tài)的影響
　　排水管道內(nèi)表面特別粗糙或設施構(gòu)造不合理等容易導致管壁掛泥和底部沉泥堆積，從而使微生物迅速繁殖，造成厭氧狀態(tài)而產(chǎn)生硫化氫。

　　3 硫化氫氣體對人體的毒害

　　硫化氫氣體的產(chǎn)生不僅對排水管道造成相當嚴重的腐蝕，對人體的健康也造成極大的危害。 對人體的危害主要是通過呼吸道吸收中毒。不同濃度的硫化氫對人體的毒害作用見表1。

表1 不同濃度的硫化氫對人體的毒害 濃度(mg/m³) 接觸時間 毒 性 反 映 0.0007～0.2 遠低于危害濃度，可以被敏感地發(fā)覺 0.4 臭味明顯 30～40 臭味強烈，仍能耐受，是引起癥狀的閾濃度 70～150 1～2h 呼吸道和眼出現(xiàn)刺激癥狀，吸附5 min后不再聞到臭味 ，導致嗅神經(jīng)麻痹 3001h 6～8min出現(xiàn)眼急性刺激癥狀，長期接觸引起肺水腫 375～7500.5～1h 發(fā)生肺水腫和中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，引起頭痛、頭暈 、步態(tài)不穩(wěn)、惡心嘔吐，以至意識喪失 1000數(shù)秒鐘 很快出現(xiàn)急性中毒，呼吸加快、麻痹而死亡 1400 立即～30s 昏迷而死亡

　　4 排水管道監(jiān)測及分析

　　由于硫化氫氣體對人體構(gòu)成嚴重的危害，在污水處理運行和下水道疏通過程中進行硫化氫氣體的監(jiān)測是十分必要的，這也是安全生產(chǎn)的保證措施(監(jiān)測可以選用日本生產(chǎn)的SP—302ⅡE 型 氣體監(jiān)測儀)。管道及閘井中氣體的分布基本是這樣的：上層是甲烷氣，中層是一氧化碳和氰化氫，下層是硫化氫氣體，取樣時針對被監(jiān)測氣體的不同成分采取的深度也各不相同。
　　兩年來曾對重點泵站、主要地區(qū)排水管道及兩個污水廠的有關地點進行定期監(jiān)測，對春、夏、秋三個季節(jié)幾十個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計歸納。結(jié)果表明，絕大多數(shù)監(jiān)測點的測試數(shù) 據(jù)低于短期接觸時間的允許值，但也絕不能忽視還有相當一部分地點的數(shù)據(jù)是超標的，例如 硫化氫氣體含量超過15mg/L即不符合短時間接觸的允許數(shù)值，占全部監(jiān)測點的30%左右，個別地區(qū)高達100 mg/L以上。H₂S氣體含量超過6.6mg/L就不符合經(jīng)常接觸最高濃度的數(shù)值，這部分占全部監(jiān)測點的40%左右。
　　這項分析表明，硫化氫含量高的地點在居民密集區(qū)的排放口、泵站終端或接近終端的出水口及某些化工廠的出水口，其原因為：
　　 ① 居民生活污水中含有較多的有機物質(zhì)。
　　 ② 化工廠排放含有硫酸鹽的廢水。
　　以上兩種情況均易使硫酸鹽還原菌活躍產(chǎn)生硫化氫。
　　 ③ 各種污水匯集處一旦底部沉淀淤泥較多，便會造成厭氧狀態(tài)，加上流動水的沖擊易 產(chǎn)生硫化氫。
　　管道中產(chǎn)生硫化氫高峰值與時間存在一定關系。如：某泵站清淤時進行全天監(jiān)測，結(jié)果表明硫化氫高峰時間大約在全天的三個時段，即早晨的8：00～10：00，下午的13：00～15：00，晚上的21：00左右，其中早晨的數(shù)值最高。這是由于工廠排放的生產(chǎn)廢水基本在這三個時段中被流動的水沖擊到管道中或泵站，其中的淤泥造成即時性的硫化氫氣體濃度升高。另外，污水滯留時間與硫化氫濃度有一定關系，污水滯留時間越長產(chǎn)生的硫化氫濃度就越高，從前一天的夜間至第二天早晨間隔時間較長，清晨產(chǎn)生的硫化氫就多。當用泵提升污水時，硫化氫就會釋放到空氣中，由于硫化氫氣體的危害相當嚴重，因此在排水的源頭要加以控制，環(huán)保部門應當把握住超標排放的污水。

　　5 硫化氫中毒的預防和搶救

　　5.1 作業(yè)時的防護措施
　?、?進入含硫化氫現(xiàn)場工作的員工，必須身體健康，無各種疾病。
　?、?進入含硫化氫現(xiàn)場工作，如下井等，必須履行審批手續(xù)。
　　③ 管理人員必須清楚該作業(yè)管道、泵站的具體情況，如熟悉掌握附近污水排放情況。同時填寫“安全下井作業(yè)票”后方可下井。
　?、?作好降水、通風、氣體檢測及照明工作，如相鄰井的自然通風，攪動井內(nèi)沉淀物以排除 有毒易燃氣體。
　?、?作業(yè)時采取輪流作業(yè)法，縮短作業(yè)人員在硫化氫現(xiàn)場的停留時間。
　?、?現(xiàn)場作業(yè)如遇空氣濕度大、氣壓較低、氧氣含量低于10%時，采用人工供氧措施。
　　⑦ 氣體檢測可采用儀器檢測和生物檢測，符合要求方可進行作業(yè)。
　?、?定期檢修或更換管道閥門等設備，避免硫化氫對金屬管道腐蝕，造成硫化氫泄漏事故。
　　⑨ 在無毒作業(yè)區(qū)工作時，應仔細檢查與其相通并會產(chǎn)生有毒氣體的設施(如排污河、污泥 坑塘、污水池等)，要采取防止倒灌、回流的措施，以防有毒氣體泄入無毒作業(yè)區(qū)。
　　5.2 現(xiàn)場搶救人員注意事項
　?、?進入硫化氫氣體泄漏區(qū)域或搶救急性硫化氫中毒患者，必須配戴檢驗過的有效呼吸防護 器(新型號)，并有專人監(jiān)護，遠距離可用無線電話聯(lián)絡。
　　② 在沒有搶救防護用品的緊急情況下，必須保持清醒的頭腦，將現(xiàn)場人員組織好進行有序 搶救。
　?、?搶救人員要有自我安全保障意識，監(jiān)護人員職責明確，認真堅守崗位不得擅離職守。

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　　收稿日期：2000-06-06