2017年1月16日星期一上午，一家私人工程承包商雇用的四名公用事业工人赶往处理佛罗里达州基拉戈一处污水倒流的投诉。一名工人取下井盖，进入15英尺深的下水道。之后语音通话联系不上。第二名工人下去帮忙后也没有回应，于是第三名工人再次下井。

救援队随后赶到。基拉戈志愿消防部(Key Largo Volunteer Fire Department)的消防员莱昂纳多-莫雷诺(Leonardo Moreno)带着氧气筒无法从下水道口进入。为了挽救被困工人，他不顾一切地卸掉氧气筒，进入下水道，然而几秒钟后就失去了意识。另一名消防员最后成功带着氧气筒进去把莫雷诺拉出来；莫雷诺被送往医院，情况危急。但是，埃尔韦-格雷(Elway Gray)、路易斯-奥基夫(Louis O’Keefe)和罗伯特-威尔逊(Robert Wilson)就没这么幸运了。这三名公用事业工人都因硫化氢中毒身亡。

这不是个别事件。

什么是硫化氢？

硫化氢是一种无色、有毒的气体，可通过有机物质分解产生，例如在污水管道系统中输送的腐烂植被或废水。在氰化物的毒性排名中，硫化氢是工作场所中第二大常见的致命性气体吸入中毒原因，仅次于一氧化碳。在美国，硫化氢占这类中毒事件的7.7%。

下水道为什么会产生硫化氢？

由于污水中的有机物质分解，附着在污水管壁内的薄泥层在厌氧条件下产生硫化氢。硫化氢在污水中产生主要取决于：

  • 管道中污水的流速
  • 管道的坡度
  • 管壁湿周与水流表面宽度之比
  • 污水温度
  • 生化需氧量(BOD)
  • 是否含有硫酸盐
  • 酸碱度pH值
  • 可用氧气
  • 污水在管道里的停留时间

硫化氢为什么如此危险？

除了一般毒性外，硫化氢的某些特点也让这种气体特别危险：

暴露–反应曲线陡峭。暴露-反应曲线显示的是暴露的时间和致命性与硫化氢浓度之间的关系。该曲线非常陡峭。当浓度为50ppm时，不致命；300ppm时，几小时后致人死亡;高达1000ppm时，10秒内就会死亡。

瞬间失去意识。即便浓度相当低，估计为250ppm，硫化氢会导致人立即丧失意识：无意识的情况下，中毒者没有办法自救。但如果被救出并接触新鲜空气，是可以医治的。然而，如果中毒者是单独工作，或者他们的同事尝试救援但接连失败，那么暴露在硫化氢里的时间就会延长，这可能是致命的，即便此时硫化氢没有达到致命浓度。

密闭空间。硫化氢比空气稍重。因此，它会在低洼地区聚集。硫化氢在废水行业较为常见，比方说在下水道、阀室和抽水站的挖掘作业过程中就很有可能接触到。

汽水罐效应。摇晃装满碳酸饮料的未开封的汽水罐，然后打开，溶解在水中的二氧化碳就会挥发出来，产生爆炸效应，开罐子的人就被喷溅出来的汽水浸湿。而硫化氢在水中的溶解度是二氧化碳的10倍。污水主管道可能含有大量未被检测出的硫化氢溶解在污水中。和“汽水罐效应”一样，当水受到干扰时，例如泵启动时，就可能产生气态的毒雾。

没有起警告作用的气味。硫化氢具有与臭鸡蛋类似的特有气味。在浓度非常低的情况下，人会闻到并识别出这种气味。然而，当高于100-150ppm时，神经毒性作用会导致嗅觉麻痹。也就是说，当浓度达到危险程度时，我们最重要的警告信号也消失了。

预防硫化氢中毒

由于产生自有机物的分解，硫化氢是我们行业的主要常见气体。在保护工人的措施中，最重要的是要有一个全方位的密闭空间进入方案，还要对工人展开培训。

进入密闭空间之前的准备至关重要。进入前的准备包括：

  • 由合格人员评估工作场所是否存在密闭空间。请注意，“合格人员”一词并不涉及性格特征；很多司法管辖区对合格人员有具体的定义。合格人员具备对危险情况进行评估的知识，并受过培训，必要时有权停止工作，以便进行安全的工程改造（封住进水管和增加强制通风等）。如果密闭空间对可能进入的人员有危害，则合格人员通常将其归类为经许可方可进入的密闭空间。
  • 确定密闭空间中的潜在危险。
  • 通过源隔离等工程改造或适当的通风来尽可能地去除或控制空间中的潜在有害物。
  • 进入前进行大气检测，测定氧气含量，易燃和有毒物质以及大气分层。如果空间内的空气对工人来说是不安全的，那么必须确定通过通风或其他工程控制措施是否可以改善，确保员工在这个空间内可以安全地工作。还必须确定是否允许带空气呼吸器的人员进入。
  • 确定出入方式。
  • 确保有可以正常使用的个人防护装置。
  • 确定救援程序和准备必要的设备。
  • 确保有救援计划，每个人都熟悉这个计划，并且现场有救援设备。

进入密闭空间后：

  • 必须继续监测空间里的危险因素，特别是大气危害。
  • 通讯在任何时候都非常重要：身处密闭空间内部和外部的工作人员要保持通讯，而且可能有多个承包商在现场作业，每个承包商都有自己的任务。
  • 监测密闭空间的外部人员必须确保未经授权的工作人员不得进入。

设备：必要的个人防护设备必须符合密闭空间的特性及其危险性。对个人防护设备的使用和维护进行适当培训是关键。如果需要呼吸器或自持式呼吸装备，应特别注意规范要求，因为对这类设备的使用可能需要额外的培训或许可。

除个人防护装备之外，在密闭空间里工作通常还需要以下设备：

  • 测试和监控设备
  • 通讯设备
  • 照明设备
  • 通风设备
  • 梯子
  • 紧急逃生装置
  • 防护罩

欲详细了解，建议参考美国职业安全与卫生管理局(Occupational Safety and Health Administration)的资料《密闭空间作业：下水道系统》(Confined Spaces in Construction: Sewer Systems)。

作者：Xylem Inc.的Amy Forsgren、Markus Holmberg和Per Hedmark博士

本文首次发表于COLE Publishing Inc.出版的《Municipal Sewer & Water》杂志2017年9月刊。