[科普中国]-有害气体

简介

中文名称：有害气体

英文名称：harmful gas

定义： 在一般或一定条件下有损人体健康，或危害作业安全的气体。包括有毒气体、可燃性气体和窒息性气体。

应用学科：煤炭科技（一级学科）；煤矿安全（二级学科）；矿山通风（三级学科）

分类形成过程按它们的形成过程可分为一次污染物和二次污染物。

前者是指直接从污染源排放出来的有害物质，如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等；后者是指由一次污染物在大气中经化学反应后形成的新的污染物，常见的二次污染物有臭氧、过氧化乙酰硝酸脂(PAN)、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶，以及一些活性中间物(又称自由基)，如过氧化氢基(-HO2)、氢氧基(-OH)、过氧化氮基和氧原子等。

来源按它们的来源可概括为四个方面：

①燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧是向大气排放大量有害气体的重要发生源，火力发电厂、钢铁厂、焦化厂、石油化工厂和有大型锅炉的工厂、用煤量大的工矿企业以及家庭日常生活用的炉灶都是有害气体的发生源；

②工业生产过程中有大量有害气体排放到大气中，如石油化工企业、冶金企业以及电镀、喷漆、印刷、塑料、制药等行业排放出来的含有大量酸气(如氯化氢、硫酸、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物等)，有机废气(如苯、甲苯、甲醇、丙酮及其他碳氢化合物等)和重金属(如铅、锌、汞、镉等)，以及在生产和使用制冷剂、发泡剂和溶剂等的过程中排放出来的氟氯氢类物质，也是导致某些地区特别是某些城市的空气污染的物质来源；

③交通运输过程中交通工具排放的尾气也是造成大气污染的主要来源；

④在地下采矿和掘进施工过程中也会产生有害气体，如硫化氢、二氧化硫、甲烷、氡(岩石中普遍存在着铀，铀的衰变不断产生氡气，可进入采空区)。

排放方式按有害气体的排放方式可以分为：

①固定源，如工厂的排烟或排气；

②移动源，如运行中的汽车。

排放源的空间分布按有害气体排放源的空间分布可以分为：

①面源，如许多低矮烟囱集合构成一个区域性的污染源；

②线源，如交通繁忙的街道；

③点源，如烟囱排放，等等。 目前已受到人们普遍重视的主要有害气体有一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合 物、臭氧等。2

毒害性质按有毒气体毒害性质不同，可分为：

①刺激性气体——是指对眼和呼吸道粘膜有刺激作用的气体它是化学工业常遇到的有毒气体。刺激性气体的种类甚多，最常见的有氯、氨、氮氧化物、光气、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等。

②窒息性气体——是指能造成机体缺氧的有毒气体窒息性气体可分为单纯窒息性气体、血液窒息性气体和细胞窒息性气体。如氮气、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯的蒸气、氰化氢、硫化氢等。

刺激性气体

许多工业生产过程都存在刺激性气体，如电焊、电镀、冶炼、化工、石油等行业。这些气体多具有腐蚀性，经呼吸道进入人体可造成急性中毒。刺激性气体对机体的毒作用的共同特点，是对眼、呼吸道粘膜及皮肤都具有不同程度的刺激性。3

一般以局部损害为主，但也可引起全身反应。“三酸”蒸气既可刺激呼吸道粘膜，也可引起皮肤烧伤；长期接触低浓度酸雾，还可刺激牙齿，引起牙齿酸蚀症。氯、氨、二氧化硫、三氧化硫等水溶性大，遇到湿润部位即易引起损害作用。如吸入这些气体后，在上呼吸道粘膜溶解，直接刺激粘膜，引起上呼吸道粘膜充血、水肿、和分泌增加，产生化学性炎症反应，出现流涕、喉痒、呛咳等症状。氮氧化物、光气等水溶性小，它们通过上呼吸道粘膜时，很少引起水解作用，故粘膜刺激作用轻微；但可继续深入支气管和肺泡，逐渐与粘膜上的水分起作用，对肺组织产生较强的刺激和腐蚀作用，严重时出现肺水肿。

刺激性气体的预防重点，是杜绝意外事故，防止跑、冒、滴、漏，并作好废气回收及综合利用。生产过程的自动化、机械化和管道化采用自动控制技术，自动调节以维持正常操作条件，防止事故发生；提高设备的密闭性，防止金属设备腐蚀破裂；根据生产工艺特点选用合适的通风方法。加强个人防护，大量接触酸、碱等腐蚀性液体毒物时，应穿戴耐腐蚀的防护用具，如聚氯乙烯、橡皮制品、橡皮手套、防护眼镜、防护胶鞋等；戴防毒口罩或防护面具；涂皮肤防护油膏。加强健康监护，做好岗前及定期体检，发现有过敏性哮喘、过敏性皮肤病或皮肤暴露部位有湿疹等疾患、眼及鼻、咽喉、气管等呼吸道慢性疾患、肺结核（包括稳定期）以及心脏病患者，不应做接触刺激性气体的工作。

窒息性气体

常见的窒息性气体有一氧化碳、硫化氢和氰化物等，它们进入人体后，使血液的运氧能力或组织利用氧的能力发生障碍，造成组织缺氧而引起危害。4主要预防措施是加强密闭、通风，严格安全操作规章，加强宣传教育，普及急救和预防知识，做好岗前及定期体检的健康监护工作。

常见有害气体甲醛 （CH2O）

氨气 (NH3)

一氧化碳(CO)

氯气 (Cl2)

氰化氢 (HCN)

硫化氢(H2S)

一氧化氮 (NO)

二氧化氮(NO2)

二氧化硫(SO2)

甲烷(CH4)

二氧化硫二氧化硫主要来自含硫矿物燃料(煤和石油)的燃烧产物，在金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆和制酸等生产过程亦有含二氧化硫的废气排出。二氧化硫是无色、有硫酸味的强刺激性气体，易溶于水，与水蒸汽接触生成硫酸，对眼睛、呼吸道有强烈的刺激和腐蚀作用，可引起喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时引起肺水肿。它是一种活性毒物，在空气中可以氧化成三氧化硫，形成硫酸烟雾，其毒性要比二氧化硫大10倍。二氧化硫对呼吸器官有强烈的腐蚀作用，使鼻、咽喉和支气管发炎。当空气中SO2浓度达0.0005%时，嗅觉器官就能闻到刺激味；达0.002%时，有强烈的刺激，可引起头痛和喉痛；达0.05%时，可引起支气管炎和肺水肿，短时间内即可造成死亡。我国二氧化硫安全卫生标准为15mg/m3。5

氮氧化物(NOx)氨氧化物主要来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。NO2是棕红色气体，对呼吸器官有强烈刺激，能引起急性哮喘病，实验证明，NO2会迅速破坏肺细胞，可能是肺气肿和肺瘤的病因之一。NO2浓度在1～3ppm时，可闻到臭味；浓度为13ppm时，眼鼻有急性刺激感；浓度在16.9ppm条件下，呼吸10min，会使肺活量减少，肺部气流阻力提高。

光气职业性急性光气中毒是在生产环境中吸入光气引起的以急性呼吸系统损害为主的全身性疾病。光气生产中，氯代烃高温燃烧中，光气进行有机合成，制造染料、农药、医药等生产中均可接触到光气。生产环境光气浓度在20~30mg/m3时，可发生急性中毒，100~300mg/m3，接触10~15min可致严重中毒或死亡。

临床主要引起呼吸道黏膜刺激症状，重者引起支气管痉挛，化学性炎症、肺水肿、窒息等。急性中毒治愈后，一般无后遗症，重度病例可留有明显的呼吸系统症状或体征。

一氧化碳（CO）一氧化碳是无色无味气体，能均匀散布于空气中，微溶于水，一般化学性不活泼，但浓度在13～75%时能引起爆炸。一氧化碳多数属于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧时的产物，也有来自煤气设备的渗漏。一氧化碳毒性大，它与人体血红素的亲和力大于氧与人体血红素的亲和力的250～300倍。人体吸入含一氧化碳的空气后，一氧化碳很快与血红素结合而大大降低血红素吸收氧的能力，使人体各部分组织和细胞产生缺氧，引起窒息和血液中毒，严重时造成死亡。当空气中CO浓度达0.4%时，人在很短时间内就会失去知觉，若抢救不及时就会中毒死亡。一氧化碳中毒程度和中毒快慢与一氧化碳浓度的关系如下表所示。

由于一氧化碳是无色无味，能均匀地和空气混合，不易被人发觉，因此必须注意防备。我国一氧化碳安全卫生标准为30mg/m3。

人体中毒程度和快慢与一氧化碳浓度的关系

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硫化氢无色有明显的臭鸡蛋气味的可燃气体。可溶于水、乙醇、汽油、煤油、原油。自燃点246℃，爆炸极限：4.3%~46%。硫化氢燃烧时呈蓝色火焰并产生二氧化硫，硫化氢与空气混合达爆炸范围可引起强烈爆炸。

硫化氢由硫化铁与稀硫酸或盐酸反应制得或通过氢与硫蒸气反应制取，硫化氢很少用于生产，一般作为化学反应过程中，如含硫石油开采和提炼、粘胶人造纤维、合成橡胶、染料、鞣革，以及制糖过程中产生的副产品（可作为分析试剂，农业上可作为消毒剂）；它也可在含硫的有机物发酵腐败期间释放出来，也常在矿井、气井和下水道中遇到硫化氢。

硫化氢是强烈的刺激神经的毒物，可引起窒息，即使低浓度硫化氢对眼和呼吸道也有明显的刺激作用。低浓度时可因其明显的臭鸡蛋气味而被察觉，然而持续接触使嗅觉变得迟钝，高浓度硫化氢能使嗅觉迅速麻木。国家规定卫生标准为10mg/m3。

轻度中毒时，眼睛出现畏光、流泪、眼刺痛，还可有眼睑痉挛、视力模糊症状；鼻咽部灼热感、咳嗽、胸闷、恶心、呕吐、头痛可持续几小时，乏力，腿部有疼痛感觉。中度中毒时，意识模糊，可有几分钟失去知觉，但无呼吸困难。严重中毒时，人不知不觉进入深度昏迷，伴有呼吸困难、气促、脸呈灰色紫绀直至呼吸困难缓解，心动过速和阵发性强直性痉挛。大量吸入硫化氢立即产生缺氧，可发生“电击样”中毒，引起肺部损害，导致窒息死亡。

应加强生产过程中的密闭、通风和排毒。生产过程应密闭化，在可能逸出硫化氢的场所安全排风通风设备，企业应纳入经常性卫生监督，应监测生产环境空气中H2S浓度。不得已进入含有H2S的局部空间操作设备或处理下水道时，应事先进行局部通风换气净化空气，并测定H2S浓度，在工作过程中经常测定H2S浓度，决不可凭嗅觉检测有无H2S存在。对业经测得有H2S的场所，应加强人身防护，工人进入时应戴氧气呼吸器或有灰色色标滤毒罐的防毒面具，必须有责任心强的工人在外监护。在下水道或清理污水池时工人应戴化学防护镜。在贮存或使用硫化氢场所，应禁止吸烟和明火，电器设备应是防爆型。运输过程中钢瓶应固定，并贴“有毒压缩气体”标志，储藏应在防风雨日晒的密闭室内。含硫化氢的废气处理，排放应遵守环境保护法。