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測，作業時應采取一定的防護措施。
　　關鍵詞：排水系統；硫化氫；監測與防護
　　中圖分類號：TU992.23
　　文獻標識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2000)09-0045-03

　　城市排水系統中主要吸納了居民生活污水及工礦企業排出的廢水，其中的一些化學物質在密閉的排水管道及設施中，在特定的條件下相互混合，發生化學反應生成新的物質。這些物質中有一些會對設施管道產生腐蝕，有一些對人的身體構成危害，其中硫化氫就是一種非常有害的物質。
　　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。其分子質量為34.08u ，體積質量為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 硫化氫產生機理

　　下水道內產生惡臭的物質主要是硫化氫。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。
　　② 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的停留時間。
　　⑥ 排水設備狀態的影響
　　排水管道內表面特別粗糙或設施構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，造成厭氧狀態而產生硫化氫。

　　3 硫化氫氣體對人體的毒害

　　硫化氫氣體的產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 呼吸道和眼出現刺激癥狀，吸附5 min后不再聞到臭味 ，導致嗅神經麻痹 3001h 6～8min出現眼急性刺激癥狀，長期接觸引起肺水腫 375～7500.5～1h 發生肺水腫和中樞神經系統癥狀，引起頭痛、頭暈 、步態不穩、惡心嘔吐，以至意識喪失 1000數秒鐘 很快出現急性中毒，呼吸加快、麻痹而死亡 1400 立即～30s 昏迷而死亡

　　4 排水管道監測及分析

　　由于硫化氫氣體對人體構成嚴重的危害，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測是十分必要的，這也是安全生產的保證措施(監測可以選用日本生產的SP—302ⅡE 型 氣體監測儀)。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、主要地區排水管道及兩個污水廠的有關地點進行定期監測，對春、夏、秋三個季節幾十個監測點的數據進行了統計歸納。結果表明，絕大多數監測點的測試數 據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據是超標的，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值，占全部監測點的30%左右，個別地區高達100 mg/L以上。H₂S氣體含量超過6.6mg/L就不符合經常接觸最高濃度的數值，這部分占全部監測點的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。
　　 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，加上流動水的沖擊易 產生硫化氫。
　　管道中產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測，結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，其中早晨的數值最高。這是由于工廠排放的生產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 作業時的防護措施
　　① 進入含硫化氫現場工作的員工，必須身體健康，無各種疾病。
　　② 進入含硫化氫現場工作，如下井等，必須履行審批手續。
　　③ 管理人員必須清楚該作業管道、泵站的具體情況，如熟悉掌握附近污水排放情況。同時填寫“安全下井作業票”后方可下井。
　　④ 作好降水、通風、氣體檢測及照明工作，如相鄰井的自然通風，攪動井內沉淀物以排除 有毒易燃氣體。
　　⑤ 作業時采取輪流作業法，縮短作業人員在硫化氫現場的停留時間。
　　⑥ 現場作業如遇空氣濕度大、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。
　　⑧ 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 在無毒作業區工作時，應仔細檢查與其相通并會產生有毒氣體的設施(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區。
　　5.2 現場搶救人員注意事項
　　① 進入硫化氫氣體泄漏區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)，并有專人監護，遠距離可用無線電話聯絡。
　　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，將現場人員組織好進行有序 搶救。
　　③ 搶救人員要有自我安全保障意識，監護人員職責明確，認真堅守崗位不得擅離職守。

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　　電　　話：(022)23022970
　　收稿日期：2000-06-06