彈藥洞庫空氣污染物分析及防護(hù)對策

宋 超，黎志強

（海軍航空大學(xué)，山東 煙臺264001）

1 引言

彈藥洞庫是中國軍彈藥儲存的重要場所。與地面或半地下彈藥庫相比，洞庫具有容量大、防護(hù)性能好、利于防熱等特點，能夠應(yīng)對防御作戰(zhàn)和突發(fā)事件，因此，數(shù)量較大的彈藥物資一般都儲存在洞庫中。但是，與地面庫相比，洞庫內(nèi)部環(huán)境受巖石、土壤以及封閉空間等因素的影響，空氣質(zhì)量問題比較突出。惡劣的內(nèi)部空氣環(huán)境不僅會對彈藥的可靠性和壽命產(chǎn)生影響，而且還會影響彈藥保障人員的健康和創(chuàng)造力。因此，有必要對彈藥洞庫內(nèi)部空氣污染物進(jìn)行分析，以便采取合理的空氣處理措施，改善洞庫內(nèi)部環(huán)境。

2 彈藥洞庫空氣污染物危害及來源

洞庫內(nèi)部空氣質(zhì)量問題涉及環(huán)境物理學(xué)、氣候?qū)W、生態(tài)學(xué)、材料學(xué)、生理學(xué)及心理學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)的諸多內(nèi)容。空氣環(huán)境要素包括：由空氣溫度、相對濕度、空氣流速和壁面溫度等組成的熱環(huán)境指標(biāo)；由二氧化碳、一氧化碳、含塵量、微生物或細(xì)菌、揮發(fā)性有機化合物、氡及其子體等組成的空氣品質(zhì)指標(biāo)；由噪聲、照明和電磁輻射等組成的物理環(huán)境指標(biāo)等。其中空氣品質(zhì)指標(biāo)決定了洞庫內(nèi)彈藥保障人員的健康程度，需要優(yōu)先保證。

洞庫中的有害氣體種類很多，根據(jù)有害氣體對人體所起作用的性質(zhì)，有害氣體可分為四種基本類型：窒息性有害氣體（一氧化碳、氫氰酸等），刺激性有害氣體（氯、氯化氫、二氧化硫等），放射性有害氣體（氡等），中毒性有害氣體（磷、汞、砷化合物、金屬有機化合物蒸汽等）。不同地區(qū)、不同功能的彈庫內(nèi)所含的有害氣體顯然不同[1-2]。以下著重介紹彈庫中幾種常見的有害氣體的性質(zhì)、危害和主要來源。

2.1 二氧化碳

二氧化碳是空氣成分中與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的氣體。其無色無味無毒，對人的危害主要取決于二氧化碳的濃度和接觸時間。二氧化碳濃度太高，氧氣不足（安全極限為空氣體積占比15%左右），會導(dǎo)致呼吸困難，嚴(yán)重缺氧還會使中樞神經(jīng)發(fā)生障礙甚至危及生命?？諝庵胁煌珻O2含量對人體的影響如表1所示。

洞庫中二氧化碳主要產(chǎn)生于彈藥保障人員新陳代謝和柴油機電站工作中。

表1 空氣中不同CO2含量對人體的影響

根據(jù)1998年頒布的國標(biāo)GB/Tl7216—1998《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，彈庫內(nèi)部的空氣環(huán)境的二氧化碳濃度不應(yīng)大于0.1%～0.2%。

2.2 一氧化碳

一氧化碳是一種無色、無味、對血液神經(jīng)有害的氣體。比空氣略輕，它可以均勻地分布在空氣中。

一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白，使其不能向人體各組織輸送氧氣，損害血液輸運氧氣的能力。一氧化碳對人體的危害同樣主要取決于一氧化碳濃度和接觸時間。當(dāng)人體血液中碳氧血紅蛋白含量達(dá)到5%時會產(chǎn)生慢性影響，如頭痛、頭暈等，達(dá)到60%時就會昏迷，達(dá)到90%時很快死亡。

一氧化碳對人體的影響程度如表2所示。

洞庫中一氧化碳的主要來源為燃燒不充分產(chǎn)生的廢氣，如地下柴油電站的柴油燃燒室內(nèi)可燃材料的燃燒、吸煙等。

根據(jù)1998年頒布的國標(biāo)GB/T17216—1998《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，洞庫內(nèi)的一氧化碳濃度不應(yīng)大于10mg/m3。

2.3 揮發(fā)性有機化合物

如果洞庫通風(fēng)量（主要是新風(fēng)量）不足，內(nèi)部就會產(chǎn)生霉味或其他異味，給人以不愉快的感覺。長期在這樣的環(huán)境中工作，對人體的健康和工作效率產(chǎn)生不利影響，如頭痛、頭暈、惡心、胸悶、乏力、嗜睡、煩躁等。洞庫產(chǎn)生異味的主要原因是空氣中含有多種低濃度的揮發(fā)性有機化合物（總稱為VOC）。室內(nèi)空氣中有幾百種揮發(fā)性有機物，單一的成分在空氣中的濃度均非常低，不會危害到人類健康。當(dāng)各種不同的VOC混在一起后，就會影響長期生活和工作在里面的人的健康[3]。

對彈庫而言，揮發(fā)性有機化合物的主要來源：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)自身污染，如經(jīng)污染的通風(fēng)換氣裝置將VOC帶入室內(nèi)；人體本身散發(fā)或由吸煙產(chǎn)生，如丙酮、異戊二烯等；建筑或裝潢材料，如地毯、油漆、膠水、墻板、地磚等釋放混雜的有機化合物；建筑物大量采用的絕緣材料，釋放出揮發(fā)性有機化合物。因此，洞庫內(nèi)VOC污染對人體健康的影響，既有氣味和感覺效應(yīng)，也有黏膜刺激作用，最主要的是致癌性。

2.4 微生物

人員頻繁活動場所空氣中存在多種微生物，其中有些是病原微生物，如結(jié)核桿菌、白喉桿菌、麻疹病毒、流感病毒等。空氣中的病原微生物附著于灰塵顆粒和飛沫上，隨人的呼吸進(jìn)入呼吸道、肺部，引起感染而患病[4-5]。

彈庫微生物一方面由工程外空氣中引入，但更主要是由于洞庫中常年保持恒定的溫度和較高的濕度，對細(xì)菌和微生物的繁殖提供了適宜的環(huán)境。因此，在彈庫中防止微生物的污染和傳播，任務(wù)更加艱巨。

2.5 氡及子體

氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界唯一的天然放射性惰性氣體，無色無味。常溫下，氡及其子體在空氣中能形成放射性氣溶膠而污染空氣，易被呼吸系統(tǒng)截留并在肺部積累誘發(fā)肺癌?？茖W(xué)研究表明，氡對人體的輻射傷害占人體一生中所受到的全部輻射傷害的55%以上，其誘發(fā)肺癌的潛伏期大多都在15年以上。氡是除吸煙以外，引起肺癌的第二大因素，世界衛(wèi)生組織把它列為使人致癌的18種物質(zhì)之一。

氡對人體的危害主要有確定性效應(yīng)和隨機效應(yīng)。確定性效應(yīng)表現(xiàn)為血細(xì)胞在高濃度氡的暴露下，集體出現(xiàn)變化，特別是氡與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合后，危害更大。隨機效應(yīng)主要表現(xiàn)為體內(nèi)氡衰變產(chǎn)生的粒子可對人體的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷，誘發(fā)肺癌。

彈庫中氡的主要來源是洞庫周圍的巖石、土壤、地下水及內(nèi)部的建材。巖石和地下水中的一部分氡在壓力差、濃度差、溫差作用下，通過擴散、對流、毛細(xì)管水流滲透等方式穿過并進(jìn)入到洞庫內(nèi)。洞庫內(nèi)表面的氡析出率與巖石、土壤、地下水、建材等的氡含量、間隙大小、空隙率以及透氣能力有關(guān)，特別是與洞庫被覆的密封性能、密實程度密切相關(guān)。

3 洞庫空氣污染應(yīng)對措施

洞庫空氣污染對人體健康的危害極大，因此，必須采取各種控制和治理措施。改善和提高庫內(nèi)空氣質(zhì)量應(yīng)從污染源的控制、通風(fēng)換氣、合理使用空調(diào)、采用空氣凈化裝置以及室內(nèi)綠化、優(yōu)化設(shè)計、完善法規(guī)等諸多方面綜合考慮。

3.1 污染源控制

消除和減少洞庫污染源，才能從根本上減少洞庫內(nèi)部空氣中化學(xué)污染物的釋放，這是改善庫內(nèi)空氣質(zhì)量、提高舒適性的根本途徑。

洞庫空氣污染物的來源是多方面的。對于彈庫工程中建筑材料、裝飾材料和辦公家具等釋放的有害氣體，應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選擇綠色環(huán)保建筑材料，同時盡可能地減少油漆、粘合劑、涂料等裝飾材料。對于洞體中的放射性污染，應(yīng)加強被覆層密閉，消除山體向洞內(nèi)的滲透。

3.2 加強通風(fēng)換氣

加強通風(fēng)換氣使洞庫內(nèi)外空氣對流，排除庫內(nèi)濕熱空氣及其他有害氣體，換入干燥、清潔的空氣，從而改善洞庫內(nèi)空氣環(huán)境。通風(fēng)換氣是消除內(nèi)部空氣污染物最經(jīng)濟、最有效的方式，主要有自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種方式。

自然通風(fēng)換氣是利用洞庫內(nèi)外氣溫差、壓力差和風(fēng)力差的作用而實現(xiàn)換氣，一般多用于一字型且坑道較短的小型洞庫。通風(fēng)效果與很多因素有關(guān)。一般來說，洞庫內(nèi)外溫度差越大，洞口高度差越大，通風(fēng)效果越好。洞口迎風(fēng)，且風(fēng)速越大通風(fēng)效果越好。同時，通風(fēng)換氣要兼顧洞庫內(nèi)部濕度，只有洞庫內(nèi)空氣的濕度高于洞庫外空氣的濕度，才可進(jìn)行自然通風(fēng)。

對于大型洞庫，其建筑結(jié)構(gòu)有良好的密封性能，采用自然的通風(fēng)換氣方式效果甚微，應(yīng)采用機械通風(fēng)方式。機械通風(fēng)利用通風(fēng)系統(tǒng)對洞庫進(jìn)行強制通風(fēng)。

3.3 空氣凈化

采用空氣凈化裝置凈化?？諝鈨艋治锢?、化學(xué)和生物等幾大類凈化方法，如過濾、活性炭的吸附換氣等物理方法；氧化、還原、中和、離子交換、光催化等化學(xué)方法；殺菌、生物氧化等生物方法。隨著凈化新技術(shù)的應(yīng)用，空氣凈化器得到廣泛的應(yīng)用。

利用植物凈化。植物吸收水分后，經(jīng)過葉片的蒸騰作用向空氣中散失，可以起到濕潤空氣的作用。檸檬、茉莉等植物散發(fā)出來的香味能改變?nèi)藗円騿握{(diào)乏味的工作而導(dǎo)致疲憊的狀態(tài)；茉莉、丁香等花卉分泌出來的殺菌素能夠殺死空氣中的某些細(xì)菌，抑制結(jié)核、痢疾病原體和傷寒病菌的生長，