硫化氢气体的监测及其安全防范措施_邹荣标.pdf

清 洗 世 界Cleaning World试验研究试验研究试验研究试验研究第39卷第3期2023年3月污水中含有大量硫酸盐，在还原菌作用下能够产生硫化物，并由水中逸出，不仅对金属设备造成损坏和自然环境造成污染，更严重的是还会伤害到人体健康。对硫化氢气体进行监测是为了预防硫化氢中毒事件的发生和保护自然环境，同时做出安全的防范措施。1 硫化氢基本情况1.1 性质硫化氢是一种强酸性气体，无色，剧毒，浓度低时具有似臭鸡蛋的气味，高浓度时无味，能麻痹嗅觉神经，不能采用嗅闻的方式判定有无硫化氢。硫化氢的相对密度是 1.19，略大于空气，可溶于水，温度升高，溶解度会降低，在空气中燃烧时可产生二氧化硫。1.2 来源硫化氢是各种有机质物体发生腐烂以后产生的物质，存在于几乎全部有机质存在的场所，在多数时间内的浓度较低，不能对外界产生较大影响。但是若其中的硫化氢浓度较高，应该充分注意。污水中的含硫化合物是 H2S 的前体，其来源主要有：生活污水，一般含有 3060 mg/L 的硫酸盐，由蛋白质类物质产生 36 mg/L 的有机硫，洗涤剂分解产生 4 mg/L 的磺酸盐；某些含硫工业废水，即使经过石灰处理，仍然会增加废水中硫酸盐的浓度；以及某些断面渗入的含盐地下水。硫化氢一般厌氧产生，还原菌在极低的氧化还原电位下以乳酸盐、乙醇、脂肪酸等为电子供体，NH3为氮源，还原硫酸盐，形成 H2S；或者甲硫氨酸、胱氨酸等含硫有机物水解生成 H2S。1.3 危害（1）人体。根据工作场所有害因素职业接触限值（GBZ 2.12019）规定的硫化氢最高容许浓度为 10 mg/m3（表 1），在一个工作日内，任何时间、工作地点的硫化氢均不应超过此浓度；当硫化氢气体浓度为 15 mg/m3，仅需 25 min，人体即能够丧失嗅觉，同时出现恶心、头痛以及咽喉肿痛的感觉；如果处于 300 mg/m3的环境下，人体能够出现眼痛并且发炎的情况，会在短时间内失去知觉。在厂区封闭的污水井、粗格栅、沉砂池、二沉池和污泥处置区等，尤其要预防人员中毒事故。（2）材料设备。硫化氢还能促进钢的渗氢作用，形成氢脆现象，提升泵房的设备便能在硫化氢应力腐蚀的作用下发生破裂。对于非金属材料的设备，例如橡胶密封件，其长时间处于硫化氢环境下，能够鼓包胀大，弹性严重下降，导致密封失效。作者简介：邹荣标（1993-），男，本科学历，助理工程师，研究方向：生态环境监测。收稿日期：2022-11-25。文章编号：1671-8909（2023）3-0064-003硫化氢气体的监测及其安全防范措施邹荣标，张宇（东莞市东江检测有限公司，广东 东莞 523000）摘要：硫化氢是急性毒性气体，人体只要少量吸入高浓度硫化氢，就能在短时间内出现生命危险。我国每年都有多起硫化氢中毒事件出现，导致相关人员的生命安全受到严重威胁。为了保障从业人员的健康和安全，需要了解硫化氢气体的基本性质、检测方法和安全防范措施等。所以，本文主要针对污水处理厂硫化氢气体的监测方法进行分析，同时提出合理的安全防范措施，以供参考。关键词：硫化氢；气体中毒；监测；安全防范措施；污水处理厂中图分类号：TE48 文献标识码：A表 1 H2S 危险区域分级序号危险区域空气中 H2S 可能的最大浓度/(mg m-3)1安全区102低危险103003高危险 30065第 39 卷邹荣标 等.硫化氢气体的监测及其安全防范措施2 硫化氢气体检测方法2.1 碘量法碘量法整体上操作过程简单，用乙酸锌溶液（(CH3COO)2Zn）采集硫化氢，生成硫化锌（ZnS）沉淀，在酸性溶液中，加过量碘溶液氧化硫化锌，剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。该法容易受到其他氧化性、还原性气体的干扰。2.2 亚甲基蓝分光光度法硫化氢被氢氧化镉-聚乙烯醇磷酸铵溶液吸收，生成硫化镉胶状沉淀。聚乙烯醇磷酸铵能保护硫化镉胶体，使其隔绝空气和阳光，以减少硫化物的氧化和光分解作用。在硫酸溶液中，硫离子与对氨基二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝，根据颜色深浅，用分光光度法测定。2.3 直接分光光度法硫化氢气体被“显色剂”直接吸收的同时，发生显色反应，生成一种可稳定 57 天的棕黄色化合物，于波长 400 mm 处有最大吸收峰值。空气中氧不干扰测定。“显色剂”是一种无色、无臭、无毒的试剂，放于室温、阴凉、避光处保存，能长期稳定不变质。其物理性质与纯水相近，属于（GB/T 171331997硫化物测定方法中）“硫化氢吸收显色剂”的同类产品，但比“硫化氢吸收显色剂”更灵敏，能直接吸收、显色测定空气中更低量的硫化氢气体，生成一种可稳定（57 天）的棕黄色化合物，于波长400 nm 处有最大的吸收峰值。2.4 快速测定管法首先使用硅胶吸附氯化钡（BaCl2）和醋酸铅（(CH3COO)2Pb），并将硅胶置入细玻璃管，再于 60 s 内抽取 100 mL 含有硫化氢的气体注入管内，使其中形成褐色的硫化铅（PbS），之后使用标准尺测定硅胶柱的变色长度，并根据此明确其中的硫化氢体积。此法具有简单、方便快捷、便于携带和灵敏度高的优点。2.5 醋酸铅试纸法醋酸铅（(CH3COO)2Pb）能够与硫化氢共同产生化学反应，并生成难溶于水的硫化铅（PbS），同时其也难溶于酸，所以进行检测时，可以使用含有醋酸铅的试纸与硫化氢进行反应，并借助标准比色板对比其颜色。正常情况下，醋酸铅试纸能逐渐变黑，可以根据此获取硫化氢的体积和浓度。3 常用硫化氢快检仪器3.1 便携式硫化氢检测仪便携式气体检测仪借助化学传感器对硫化氢进行感应，测定结果为硫化氢在某一瞬间流经传感器的体积，这一数值为无量纲数值。检测仪传感器电解池中包含三个电极，分别为工作电极、参比电极和对电极，针对其施加适当的极化电压，薄膜即可将其与外部隔开。以此为基础，被测气体透过薄膜与工作电极接触时，能够引起氧化还原反应，同时传感器输出电流，硫化氢浓度越高，电流越大，经由数字转换器将电流转换成数值显示出来。3.2 固定式硫化氢检测仪固定式硫化氢检测仪由控制器和探测器组成，一般将主机安装在中心控制室，探头则安装在污水处理过程中易出现硫化氢泄漏位置，比如提升泵房、管道间、沉砂池、曝气池、沉淀池及附属阀门井、加药间等。24 h 持续监测硫化氢浓度，将信息传输至中心控制室，一旦探头检测到硫化氢超过限值范围，即会发出声光警报。4 安全防范措施4.1 合理布置厂址和构筑物污水厂的总体布置应根据厂内建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，做到厂区功能分区明确。一般分为厂前区、污水处理区、污泥处理区、辅助性生产建筑物区。各处理构筑物应根据安全、运行管理方便、节能的原则布置。如鼓风机房位于曝气池附近，总变电所宜设在耗电大的构筑物附近，办公楼及厂前区应布置在城镇常年主导风向的上风向，跟处理单元有一定距离，同时远离设备间，并应有隔离带等。4.2 人员培训组织直接在硫化氢环境下的从业人员进行岗前培训，完善作业准备工作，以提升人员的专业知识水平和安全意识。完成培训工作以后，人员必须了解的知识包括以下几点：（1）硫化氢对于人体健康的危害；（2）硫化氢检测仪的使用方法；（3）各项安全防护装置的使用方法；（4）含硫化氢环境内的作业规定；（5）发生事故时的自救措施和互救措施；（6）工作场所应急预案内容。如果部分场所不能确定是否含有硫化氢气体，(下转 68 页)68第 3 期清 洗 世 界也不同。纤维素纳米膜由于孔径小，对重金属的排斥反应较好。对于重金属离子来说，UF 膜的孔径仍然被认为太大了。壳聚糖制备的微粒能够很好的吸附重金属，而且壳聚糖低毒和环境可降解性使得其对环境非常友好。回收重金属作为一个重要可课题未来必将更加受到科研人员的关注。此外，为了更好地去除重金属，必须进一步研究微调薄膜和微粒制备方法以及性能；未来的前景应关注提高吸附剂的回收的性能，特别是通过改性和复合方法，以提高吸附剂的相容性。参考文献：1 BhadoriaP，ShrivastavaM，KhandelwalA，etal.Preparationofmodifiedricestraw-basedbio-adsorbentsfortheimprovedremovalofheavymetalsfromwastewaterJ.SustainableChemistryandPharmacy，2022,29:100742.2 YingX，FangZ.ExperimentalresearchonheavymetalwastewatertreatmentwithdipropyldithiophosphateJ.Journalofhazardousmaterials，2006,137(3):1636-1642.3 ChitpongN，HussonSM.High-capacity，nanofiber-basedion-exchangemembranesfortheselectiverecoveryofheavymetalsfromimpairedwatersJ.SeparationandPurificationTechnology，2017,179:94-103.4 AdesidaAA，CarrierA，AdamsM，etal.Simultaneousdegradationofpersistentorganicpollutantsandheavymetalremovalviaanelectrochemicalfiltrationsystem:AcasestudyonapulpmillwastewatereffluentJ.CaseStudiesinChemicalandEnvironmentalEngineering，2022,6:100258.5 WuC，GaoJ，LiuY，etal.High-gravityintensifiedelectrodepositionforefficientremovalofCd2+fromheavymetalwastewaterJ.SeparationandPurificationTechnology，2022,289:120809.6 XuK，LiL，HuangZ，etal.EfficientadsorptionofheavymetalsfromwastewateronnanocompositebeadspreparedbychitosanandpapersludgeJ.ScienceofTheTotalEnvironment，2022,846:157399.应该进行专业的检测，坚决不可采用人工嗅闻的方式。作业全程应该佩戴防护装备，如果人员与安全区的距离超过人的一条手臂长度，则必须佩戴安全绳，一旦发生危险，可及时将其救出。作业全程均必须由至少两人同步操作，以便在危险时相互帮助。硫化氢能够由鼓膜穿孔逐渐进入到肺部，应该定期组织人员体检，确认人员身体健康情况。4.3 急救方法如果出现人员硫化氢气体中毒情况，应该立即将其转移至空气流通良好的位置，保持其呼吸通畅，若条件允许，应给予其吸氧，同时应该为中毒人员提供安静舒适的休养环境，且需要持续观察各项体征的变化。如果中毒人员出现心跳骤停、呼吸骤停等情况，应该立即开展心肺复苏抢救，若昏迷，应将其口腔内异物清除干净，保持呼吸通畅，并立即送医。如果中毒人员出现眼部损伤，应该立即使用清水进行反复冲洗，并快速就医。4.4 硫化氢监测污泥管道、厌氧消化区等易出现硫化氢集聚的位置，设置醒目的毒气警示和风险告知牌。在作业区配备监测报警仪、空气呼吸器等设备，要求全部污水运营人员及其他相关人员熟悉各项安全防护装置及其使用方法。在受限空间作业时，携带便携式硫化氢监测报警仪，环境内硫化氢含量达到 15 mg/m3 时，启动报警作为提示，达到 30 mg/m3时，人员应该佩戴空气呼吸器，若发生硫化氢气体泄漏时，作业人员应该立即撤离现场。危险解除以后，安保人员应该全面检查现场，确认其中无安全隐患。5 结语硫化氢气体中毒事件在国内时有发生，会引发严重后果，必须予以充分重视。相关部门要创造良好的作业环境，在作业区域内配备各项仪器设备、充分落实各项规章制度，同时完善准备工作以及应急预案。从业人员也应对有毒有害气体有所了解和防范，尽可能保障作业过程中的安全性。参考文献：1 李婕，羌宁.城市污水处理厂硫化氢恶臭气体的发生及源控制 J.江西科学，2008,26(2):263-268.2 GBZ22019，工作场所有害因素职业接触限值 S.3空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法（第四版）M.北京：中国环境科学出版社，2010.4 曹国建.有毒有害气体检测报警器在污水处理厂的应用 J.资源与环境，2020,46(9):164-166.5 曲翔滨.污水处理厂总图设计综合探讨 J.设计与规划，2016(12):150.(上接 65 页)