彈藥洞庫空氣污染物分析及防護對策

宋 超，黎志強

（海軍航空大學，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、防護性能好、利于防熱等特點，能夠應對防御作戰和突發事件，因此，數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，洞庫內部環境受巖石、土壤以及封閉空間等因素的影響，空氣質量問題比較突出。惡劣的內部空氣環境不僅會對彈藥的可靠性和壽命產生影響，而且還會影響彈藥保障人員的健康和創造力。因此，有必要對彈藥洞庫內部空氣污染物進行分析，以便采取合理的空氣處理措施，改善洞庫內部環境。

2 彈藥洞庫空氣污染物危害及來源

洞庫內部空氣質量問題涉及環境物理學、氣候學、生態學、材料學、生理學及心理學等現代科學的諸多內容。空氣環境要素包括：由空氣溫度、相對濕度、空氣流速和壁面溫度等組成的熱環境指標；由二氧化碳、一氧化碳、含塵量、微生物或細菌、揮發性有機化合物、氡及其子體等組成的空氣品質指標；由噪聲、照明和電磁輻射等組成的物理環境指標等。其中空氣品質指標決定了洞庫內彈藥保障人員的健康程度，需要優先保證。

洞庫中的有害氣體種類很多，根據有害氣體對人體所起作用的性質，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、不同功能的彈庫內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、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日常生活密切相關的氣體。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），會導致呼吸困難，嚴重缺氧還會使中樞神經發生障礙甚至危及生命。空氣中不同CO2含量對人體的影響如表1所示。

洞庫中二氧化碳主要產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1998年頒布的國標GB/Tl7216—1998《人防工程平時使用環境衛生標準》，彈庫內部的空氣環境的二氧化碳濃度不應大于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。當人體血液中碳氧血紅蛋白含量達到5%時會產生慢性影響，如頭痛、頭暈等，達到60%時就會昏迷，達到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生的廢氣，如地下柴油電站的柴油燃燒室內可燃材料的燃燒、吸煙等。

根據1998年頒布的國標GB/T17216—1998《人防工程平時使用環境衛生標準》，洞庫內的一氧化碳濃度不應大于10mg/m3。

2.3 揮發性有機化合物

如果洞庫通風量（主要是新風量）不足，內部就會產生霉味或其他異味，給人以不愉快的感覺。長期在這樣的環境中工作，對人體的健康和工作效率產生不利影響，如頭痛、頭暈、惡心、胸悶、乏力、嗜睡、煩躁等。洞庫產生異味的主要原因是空氣中含有多種低濃度的揮發性有機化合物（總稱為VOC）。室內空氣中有幾百種揮發性有機物，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，揮發性有機化合物的主要來源：通風空調系統自身污染，如經污染的通風換氣裝置將VOC帶入室內；人體本身散發或由吸煙產生，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，釋放出揮發性有機化合物。因此，洞庫內VOC污染對人體健康的影響，既有氣味和感覺效應，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，對細菌和微生物的繁殖提供了適宜的環境。因此，在彈庫中防止微生物的污染和傳播，任務更加艱巨。

2.5 氡及子體

氡是由鐳衰變產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，易被呼吸系統截留并在肺部積累誘發肺癌。科學研究表明，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，世界衛生組織把它列為使人致癌的18種物質之一。

氡對人體的危害主要有確定性效應和隨機效應。確定性效應表現為血細胞在高濃度氡的暴露下，集體出現變化，特別是氡與神經系統結合后，危害更大。隨機效應主要表現為體內氡衰變產生的粒子可對人體的呼吸系統造成輻射損傷，誘發肺癌。

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、毛細管水流滲透等方式穿過并進入到洞庫內。洞庫內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，特別是與洞庫被覆的密封性能、密實程度密切相關。

3 洞庫空氣污染應對措施

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。改善和提高庫內空氣質量應從污染源的控制、通風換氣、合理使用空調、采用空氣凈化裝置以及室內綠化、優化設計、完善法規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部空氣中化學污染物的釋放，這是改善庫內空氣質量、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，應根據國家標準選擇綠色環保建筑材料，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，應加強被覆層密閉，消除山體向洞內的滲透。

3.2 加強通風換氣

加強通風換氣使洞庫內外空氣對流，排除庫內濕熱空氣及其他有害氣體，換入干燥、清潔的空氣，從而改善洞庫內空氣環境。通風換氣是消除內部空氣污染物最經濟、最有效的方式，主要有自然通風和機械通風兩種方式。

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

對于大型洞庫，其建筑結構有良好的密封性能，采用自然的通風換氣方式效果甚微，應采用機械通風方式。機械通風利用通風系統對洞庫進行強制通風。

3.3 空氣凈化

采用空氣凈化裝置凈化。空氣凈化分物理、化學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、光催化等化學方法；殺菌、生物氧化等生物方法。隨著凈化新技術的應用，空氣凈化器得到廣泛的應用。

利用植物凈化。植物吸收水分后，經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、茉莉等植物散發出來的香味能改變人們因單調乏味的工作而導致疲憊的狀態；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菌，抑制結核、痢疾病原體和傷寒病菌的生長，