第二节 化学有害因素

化学有害因素是生产生活中较为常见的健康危害因素,化学有害因素导致的中毒也是主要的公共卫生事件。电力行业生产过程中同样存在许多化学毒物,如一氧化碳、盐酸、氢氧化钠、六氟化硫、二氧化硫、氮氧化物、臭氧等,尤其是接触高浓度化学性毒物可严重危害人体的健康。电力行业常见可导致意外伤害或者突发事件发生的化学有害因素有以下几类。

一、窒息性气体

窒息性气体是一类吸入后引起组织缺氧窒息的有害气体。指被吸入人体后,可阻碍机体内氧的供给、摄入、输送和利用,使得全身组织细胞得不到或不能利用氧,从而导致组织细胞缺氧窒息的有害气体的总称,如一氧化碳、硫化氢、二氧化碳、甲烷、六氟化硫等。

(一)一氧化碳

1.一氧化碳的特性

一氧化碳是一种无色无臭的气体,在大气中很稳定,容易扩散迁移。正是由于一氧化碳具有无色无臭这种特性,其泄漏后不易被察觉,容易导致一氧化碳中毒。迄今为止,急性一氧化碳中毒是我国发病和死亡人数最多的急性职业中毒。

2.一氧化碳的健康危害

一氧化碳与血红蛋白的结合能力比氧强,因此,血液中的一氧化碳不但能阻碍血红蛋白与氧结合,而且还会妨碍血红蛋白向组织释放氧,从而影响血液对氧的运输功能,导致组织供氧障碍而窒息。

(1)吸入时间长短、浓度高低、吸入量的多少决定一氧化碳中毒的轻重,短时间吸入较低浓度一氧化碳,主要出现以头晕、头痛、恶心、呕吐、无力等为症状的轻度中毒。

(2)随着接触浓度的升高、吸入量的增加和吸入时间的增长,可出现意识模糊,乃至昏迷等中度中毒症状。

(3)高浓度、长时间吸入可出现昏迷不醒、频繁抽搐、大小便失禁等重度中毒症状,严重可致死。

3.一氧化碳暴露风险和暴露点

电力行业锅炉汽机系统、烟气净化系统、除灰渣系统、电气系统的柴油发电机等设施密闭不严或发生泄漏时,工人对这些设备进行巡检和维护过程中,可能接触到高浓度的一氧化碳,存在发生一氧化碳中毒的风险。

(二)硫化氢

1.硫化氢的特性

硫化氢常态下是一种无色易燃的酸性气体,是一种剧毒无机化合物。低浓度时具有典型的臭鸡蛋气味。硫化氢比空气重,易在低洼处蓄积。能溶于水,但是水被搅动后易散发出来,其水溶液为氢硫酸,其酸性比碳酸弱。

2.硫化氢的健康危害

硫化氢是一种化学性窒息性气体,与氧化型细胞色素氧化酶中的Fe3+结合,抑制细胞呼吸酶的活性,造成细胞缺氧窒息,可导致急性中毒。硫化氢中毒是我国最常见的职业中毒之一。

(1)短时间吸入低浓度硫化氢,主要出现以呼吸道及眼黏膜的局部刺激、头痛、头晕、乏力、呼吸困难等症状的轻度中毒。

(2)接触浓度增高、吸入量的增加和吸入时间的延长,可出现化学性肺炎或肺水肿、血压下降等中度中毒症状。

(3)长时间吸入高浓度硫化氢可出现肌肉痉挛、深度昏迷、大小便失禁等重度中毒症状。吸入极高浓度的硫化氢可发生“电击样”死亡。

3.硫化氢暴露风险和暴露点

硫化氢主要来源有两种,一种是蛋白质腐败产生的,就像富含蛋白质的鸡蛋腐败以后也会产生硫化氢,所以我们常说硫化氢有“臭鸡蛋味”。另一种是自然或化学产生,硫化物加酸就可以产生硫化氢。电力行业中的污水处理、污水沟清理、下水道清理、火电厂脱硫废水处理设施巡检和检维修作业、火电厂煤场和输送系统集水池清淤作业可接触硫化氢,存在发生硫化氢中毒,甚至死亡的风险(图1-3)。

图1-3 硫化氢中毒

知识拓展

有人会问,既然硫化氢有臭鸡蛋味,那我们闻到臭鸡蛋味就离开,或者在进行相关工作时用鼻子闻一闻,如果有臭鸡蛋味再通风作业是不是就可以避免硫化氢中毒了呢?答案是不行!如果硫化氢的浓度较高时,会导致嗅觉神经麻痹,我们就闻不到臭味了,这个时候用鼻子去闻就无法判断是否存在硫化氢了。另外,如果硫化氢浓度高到一定程度,如硫化氢浓度超过1 000mg/m3时,能引起“电击样”死亡,人瞬间可以猝死,根本来不及撤离。

(三)二氧化碳

1.二氧化碳的特性

二氧化碳是一种无色、无臭、非可燃性的气体。高浓度时,略带酸味。二氧化碳比空气重,易在低洼处蓄积。二氧化碳本身没有毒性,它也是空气的组成部分之一,占空气的0.03%~0.04%,人吸入低浓度二氧化碳时不会有感觉,空气中二氧化碳浓度较高时,通常伴有氧气比例降低,从而容易导致缺氧窒息。

2.二氧化碳的健康危害

(1)二氧化碳经由呼吸道吸入,主要影响中枢神经系统功能,低浓度有兴奋作用,高浓度有麻醉作用,通常二氧化碳的浓度升高时,伴有空气中氧含量降低,从而导致缺氧窒息。

(2)吸入过量二氧化碳后可引起头痛、眩晕、视物模糊、耳鸣、脉搏加快、乏力等症状,也可导致嗜睡,重症患者可出现烦躁、谵妄、抽搐、昏迷等症状。

(3)吸入大量二氧化碳后,几秒内可迅速昏迷,吸入极高浓度可在数秒钟内死亡。

3.二氧化碳暴露风险和暴露点

电力行业锅炉汽机系统、烟气净化系统、除灰渣系统、电气系统的柴油发电机等设施密闭不严或发生泄漏时,工人进入这些设备间进行巡检和维护,可能会接触二氧化碳。电力行业工人进入电缆井、地下电缆廊道、集水池、废水池、污水池等场所作业可接触二氧化碳,存在发生缺氧窒息的风险。

(四)甲烷

1.甲烷的特性

甲烷是一种无色、无臭、比空气轻的易燃、易爆气体。甲烷在自然界中很常见,是沼气、天然气等的主要成分。

2.甲烷的健康危害

(1)甲烷对人基本无毒,甲烷中毒实际上是空气中的甲烷浓度升高使氧含量明显降低,导致人缺氧窒息。

(2)当空气中甲烷体积达到25%~30%时,吸入可引起头晕、头痛、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调等症状。若不及时脱离高浓度场所,可致窒息死亡。

3.甲烷暴露风险和暴露点

燃气发电的天然气减压站、燃机系统管道、阀门泄漏可释放甲烷,当发生泄漏时作业工人进入这些设备间作业可接触甲烷,存在发生缺氧窒息的风险。同时,甲烷大量泄漏存在发生爆炸的风险。

(五)六氟化硫

1.六氟化硫的特性

在常温常压下,六氟化硫是一种无色、无味、无毒的稳定气体。六氟化硫比空气重,密度约为空气的5倍。六氟化硫稳定性很高,在温度低于180℃时,它与电气结构材料的相容性和氮气相似。

2.六氟化硫的健康危害

(1)吸入较低浓度六氟化硫引起的中毒症状表现为胸闷,短时间内吸入过量六氟化硫还会导致呼吸道破损出血,鼻腔干燥、出血。

(2)在高浓度六氟化硫环境下,人体吸入后可导致呼吸困难、喘息、皮肤和黏膜变蓝、全身痉挛等症状。

(3)当吸入六氟化硫与氧气的混合比为4∶1的混合气体时,仅仅吸入几分钟后,人体会出现四肢麻木,甚至窒息死亡。

3.六氟化硫暴露风险和暴露点

六氟化硫气体作为性能优越的绝缘介质,在电力系统的运用非常广泛。电力行业电气系统、变电系统和配电系统均使用六氟化硫,在这些场所作业时,存在六氟化硫泄漏导致缺氧窒息的风险。

当开关柜室、六氟化硫储气瓶室等发生六氟化硫泄漏时,若房间空气中的氧气含量充足,这样使得六氟化硫泄漏后与氧气混合产生有毒气体的条件充分,容易形成六氟化硫与氧气的混合气体,吸入六氟化硫混合气体容易导致窒息。

六氟化硫气体在高温或电弧作用下会产生一氧化硫和氟化氢等有毒气体,它们与六氟化硫气体共存,若设备间通风不良,除存在发生六氟化硫引起的缺氧窒息风险外,还存在氟化氢中毒的风险。

知识拓展

六氟化硫比空气重,泄漏时,容易在设备间底部蓄积,当巡检人员进入作业时,短时间接触高浓度六氟化硫,存在发生缺氧窒息死亡的风险。

六氟化硫气体在高温或电弧作用下会产生一氧化硫和氟化氢等有毒气体,应加强设备间的日常通风,及时排出设备间的少量有毒气体。

鉴于六氟化硫比空气重的特点,在容易发生六氟化硫泄漏设备间,应注意日常通风和应急通风的气流组织,应从设备间下部排风。

二、刺激性气体

刺激性气体是一类对眼、呼吸道黏膜和皮肤具有刺激作用的气体。急性呼吸功能衰竭是刺激性气体所致最严重的危害和职业病常见的急症之一。电力行业常见的刺激性气体有氨、氮氧化物、二氧化硫、氯气、二氧化氯等。

(一)氨

1.氨的特性

氨是一种具有辛辣刺激性气味的无色气体,易液化,易溶于水,其水溶液为氨水,呈碱性。

2.氨的健康危害

(1)短时间内吸入大量氨气后可出现流泪、头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难等症状,部分可出现发绀、眼结膜及咽部充血及水肿、呼吸频率快、肺部啰音等症状。

(2)严重者可发生急性呼吸窘迫综合征、肺水肿,喉水肿痉挛或支气管黏膜坏死脱落致窒息,还可并发气胸、纵隔气肿。

(3)吸入极高浓度的氨气可迅速死亡。

(4)液氨或高浓度氨气可引起眼部灼伤,严重者可发生眼部角膜穿孔。

(5)皮肤接触液氨可致灼伤。

3.氨暴露风险和暴露点

火力发电脱硝系统中液氨的运输、装卸,液氨罐车、氨卸料压缩机、氨储槽、液氨输送泵、液氨蒸发器、氨气缓冲槽、脱硝系统SCR反应器、氨气稀释槽、氨废水处理站、尿素储放间和尿素溶液制备间等场所巡检、检修作业可接触氨。化学水处理系统(火电和核电)、除盐水系统(核电)的氨水加药间和氨水储药间巡检可接触氨,污水处理系统厌氧池和污泥脱水间可接触氨,存在发生氨气中毒的风险(图1-4)。如液氨的运输、装卸,液氨罐车、氨卸料压缩机、氨储槽、液氨供应泵、液氨蒸发器、氨气缓冲槽发生泄漏,存在眼接触液氨或高浓度氨气引起灼伤的风险,也存在皮肤接触液氨发生灼伤的风险。

图1-4 氨中毒

(二)氮氧化物

1.氮氧化物的特性

氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮为无色无味、难溶于水的气体,它的化学性质非常活泼,它与氧气反应可形成具有腐蚀性的二氧化氮气体,二氧化氮可与水反应生成硝酸。

2.氮氧化物的健康危害

(1)早期吸入表现为上呼吸道的轻微刺激症状,如咽部不适、干咳等。

(2)吸入数小时乃至更长时间后常发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,同时出现呼吸窘迫、胸闷、咳嗽、咳泡沫痰、发绀等症状,可并发气胸及纵隔气肿。

(3)肺水肿消退后两周左右,可出现迟发性阻塞性细支气管炎。

3.氮氧化物暴露风险和暴露点

电力行业锅炉汽机系统、烟气净化系统、除灰渣系统、电气系统的柴油发电机等设施密闭不严或发生泄漏,工人对这些设备进行巡检和维护时,可接触高浓度氮氧化物,存在氮氧化物中毒的风险。

有限空间电焊维修作业可因通风不良引起氮氧化物浓度蓄积而危害作业工人的健康。

(三)二氧化硫

1.二氧化硫的特性

二氧化硫为无色、有强烈刺激性气味的气体。大自然中的煤和石油燃烧时,都会生成二氧化硫。

2.二氧化硫的健康危害

(1)轻度中毒可有流泪、畏光、眼灼痛、流涕、咳嗽等症状,常为阵发性干咳,声音嘶哑,鼻、咽喉部有烧灼样痛,甚至有呼吸短促、胸痛、胸闷等症状出现。

(2)高浓度的二氧化硫可使肺泡上皮破裂、脱落,引起自发性气胸,导致纵隔气肿。可导致职业性急性二氧化硫中毒。

(3)严重中毒可于数小时内发生肺水肿,出现呼吸困难和发绀,咳粉红色泡沫样痰。

3.二氧化硫暴露风险和暴露点

电力行业锅炉汽机系统、烟气净化系统、除灰渣系统、电气系统的柴油发电机等设施密闭不严或发生泄漏,工人对这些设备进行巡检和维护时,可接触高浓度二氧化硫,存在中毒的风险(图1-5)。

图1-5 二氧化硫中毒

(四)氯气

1.氯气的特性

氯气是一种具有强烈刺激性的黄绿色气体,比空气重,可溶于水和碱溶液。

2.氯气的健康危害

氯气对眼、呼吸道黏膜有刺激作用。吸入高浓度氯气可发生急性氯气中毒。

(1)轻度中毒:患者有流泪、咳嗽、咳少量痰、胸闷等症状,出现气管炎和支气管炎的表现。

(2)中度中毒:患者发生支气管肺炎或间质性肺水肿,出现呼吸困难、轻度发绀等。

(3)重度中毒:患者发生肺水肿、昏迷和休克,可出现气胸、纵隔气肿等并发症。

(4)吸入极高浓度的氯气,可引起“电击样”死亡发生。

(5)皮肤或眼睛接触高浓度氯气,可导致皮肤灼伤、急性皮炎以及化学性眼部灼伤。

3.氯气暴露风险和暴露点

进入化学水处理系统(火电、核电)的次氯酸钠储存间、次氯酸钠加药间、电解制氯间以及电力行业的废水处理的次氯酸钠储存间、次氯酸钠加药间作业时可接触氯,当出现储罐或管道泄漏、房间通风不良或无排风设施的情况下,存在发生氯气急性中毒的风险。当将次氯酸钠与酸不正确储放在一起,因事故发生泄漏,次氯酸钠与酸反应可释放出氯气,有发生氯气中毒的风险。

(五)二氧化氯

1.二氧化氯的特性

二氧化氯是一种具有强烈刺激性的气体,其颜色为黄绿色到橙黄色,极易溶于水,不与水反应,几乎不发生水解。

2.二氧化氯的健康危害

(1)二氧化氯可刺激眼和呼吸道。

(2)吸入高浓度二氧化氯可发生肺水肿,甚至致死。

(3)皮肤接触高浓度二氧化氯溶液,可引起强烈刺激和腐蚀。

3.二氧化氯暴露风险和暴露点

作业工人进入火力发电化学水处理系统的二氧化氯发生间及电力行业废水处理的二氧化氯发生间作业,当设备密闭不严或泄漏时,可能会接触到二氧化氯。

三、化学毒物

电力行业常见可导致意外伤害或者突发事件发生的化学有害因素除窒息性气体、刺激性气体外,还有部分可导致急性中毒、接触性皮炎、皮肤灼伤、化学性眼部灼伤等急性突发事件的化学毒物,常见的有肼、盐酸、氢氧化钠、硫酸、次氯酸钠等。

(一)肼

1.肼的特性

肼又称联氨,是一种无色油状液体,有类似于氨的刺鼻气味的强极性化合物。

2.肼的健康危害

(1)急性中毒多由皮肤、创面大量吸收或误服引起。

(2)肼蒸气对眼、鼻和咽喉有明显刺激作用,表现为头痛、头晕、恶心、呕吐、眼胀、眼痛、咳嗽、咽痛、乏力等症状。

(3)皮肤和眼睛直接接触肼的液体,可引起皮炎,皮肤和眼的灼伤。

3.肼暴露风险和暴露点

(1)进入化学水处理系统(火电和核电)的肼贮存间和加药间作业时,可接触到肼。当出现储罐或管道泄漏、房间通风不良或无排风设施的情况下,可存在发生肼中毒的风险。

(2)卸料和投加管道的维护易发生皮肤和眼睛接触,导致皮肤和眼部灼伤,故应做好个人防护,如戴护目镜、防护手套等。

(二)盐酸

1.盐酸的特性

盐酸是氯化氢(HCl)的水溶液,是一种无色或微黄色发烟液体,有刺鼻的酸味,具有强腐蚀性和强刺激性。在工业中用途非常广。浓盐酸具有极强的挥发性,有经验的人可能会注意到,打开装有浓盐酸的容器后,能在瓶口上方看到酸雾,那是因为氯化氢挥发与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴。

2.盐酸的健康危害

盐酸对人体的健康危害主要为氯化氢气体对人体的刺激引起的危害,以及皮肤和眼睛接触盐酸液体引起的灼伤。

(1)眼睛接触盐酸烟雾,受到刺激后可出现眼睑肿胀、结膜充血等症状。

(2)吸入盐酸烟雾后,出现鼻咽喉部等的呼吸道刺激症状,还可引起支气管炎、肺炎。

(3)皮肤和眼睛接触盐酸液体,可引起皮炎以及皮肤和眼睛的灼伤。

3.盐酸暴露风险和暴露点

化学水处理系统(火电和核电)、除盐水系统(核电)、凝结水处理间(核电)和电力行业污水处理系统均使用盐酸,盐酸卸料、盐酸储罐密闭不严或有泄漏、投药设施维护均可能发生皮肤或眼睛接触盐酸,可引起皮炎以及皮肤和眼睛的灼伤(图1-6)。

图1-6 眼睛灼伤

若盐酸储存间和加药间通风不良,可引起氯化氢气体的蓄积,作业工人进入这些房间作业时存在吸入高浓度氯化氢气体的风险,可出现上呼吸道刺激症状,甚至还可引起支气管炎、肺炎。

(三)氢氧化钠

1.氢氧化钠的特性

氢氧化钠为白色不透明固体,易潮解,易溶于水,其水溶液具有强腐蚀性。氢氧化钠有多种俗称,我们常说的烧碱、固碱、火碱、苛性钠就是氢氧化钠。氢氧化钠的用途也非常广泛,常用作酸中和剂、显色剂、洗涤剂等。

2.氢氧化钠的健康危害

(1)氢氧化钠有强烈刺激和腐蚀性。

(2)接触氢氧化钠粉尘可刺激眼和呼吸道。

(3)皮肤和黏膜接触氢氧化钠液体可导致化学性灼伤和皮炎。

3.氢氧化钠暴露风险和暴露点

化学水处理系统(火电和核电)、除盐水系统(核电)、凝结水处理间(核电)和电力行业污水处理系统均使用氢氧化钠,氢氧化钠卸料、溶液配制、储罐泄漏、投药设施维护均可能接触。

氢氧化钠卸料、溶液配制过程中可因接触含氢氧化钠的空气而引起眼和呼吸道刺激症状。

氢氧化钠储罐泄漏、投药设施维护过程容易发生皮肤和黏膜接触氢氧化钠液体,可导致化学性灼伤和皮炎,因此使用和储存氢氧化钠的场所应设置冲淋洗眼器应对突发事件。

(四)硫酸

1.硫酸的特性

硫酸是一种无机化合物,纯净的硫酸为无色油状液体,其具有强烈的腐蚀性和刺激性。通常根据实际需要使用各种不同浓度的硫酸水溶液,在配制过程中容易发生健康损害。

2.硫酸的健康危害

(1)眼睛接触硫酸蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊,严重可致失明。

(2)吸入硫酸蒸气或雾可引起呼吸道刺激,重者发生呼吸困难和肺水肿,高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。

(3)硫酸有强烈吸水性,皮肤接触硫酸可引起灼伤,轻者出现红斑,重者形成溃疡,预后瘢痕收缩影响功能。

(4)硫酸溅入眼内可造成眼部灼伤,甚至角膜穿孔、全眼炎,严重者可致失明。

3.硫酸暴露风险和暴露点

化学水处理系统常使用硫酸,硫酸卸料、硫酸溶液的配制、硫酸储罐密闭不严或有泄漏、投药设施维护等作业中,工作人员均可能接触硫酸。

电力行业水处理过程中硫酸引起的伤害主要为皮肤和眼睛的灼伤,因此使用和储存硫酸的场所应设置冲淋洗眼器应对突发事件。

(五)次氯酸钠

1.次氯酸钠的特性

次氯酸钠为白色粉末,有似氯气的气味,溶于水呈微黄色水溶液,次氯酸钠与酸溶液混合后可释放出氯气。

工业中经常使用的是次氯酸钠水溶液,有非常强烈的刺鼻气味,次氯酸钠溶液极不稳定。在工业水处理中常用作净水剂、杀菌剂、消毒剂。次氯酸钠溶液也用于日常的生活设施环境消毒,如我们常用的84消毒液的主要成分就是次氯酸钠。

2.次氯酸钠的健康危害

(1)次氯酸钠具腐蚀性和致敏性。

(2)手经常接触次氯酸钠,可出现手掌大量出汗,指甲变薄,毛发脱落等症状。

(3)皮肤或眼睛接触高浓度次氯酸钠溶液,可致皮肤灼伤、急性皮炎以及化学性眼部灼伤。

3.次氯酸钠暴露风险和暴露点

电力行业接触次氯酸钠的工序主要存在于各种水处理环节。进入化学水处理系统(火电和核电)、除盐水系统(核电)的次氯酸钠储存间、次氯酸钠加药间及电力行业废水处理的次氯酸钠储存间、次氯酸钠加药间作业时可接触次氯酸钠,引起的伤害主要为皮肤和眼睛的灼伤,因此储存间、加药间应设置冲淋洗眼器等设施。

次氯酸钠储存间、次氯酸钠加药间如果同时储存酸溶液,当发生泄漏时,次氯酸钠与酸溶液混合后可释放出氯气,存在氯气中毒的风险。