化學中毒事故應急處置裝備及其應用

王如剛，康秉勛

近年來，由于自然和人為因素，在生產、經營、儲存、運輸和使用等過程中，發生泄漏、火災、爆炸、中毒窒息事故常有發生，造成大量人員傷亡和重大財產損失[1-3]。提高突發公共衛生事件應急處置效率，減少不必要的傷亡事故和財產損失，已引起高度重視[4]。化學中毒事故不同于一般的災害事故救援，其情況更復雜，波及范圍廣，易發生化學傷害甚至危及生命安全。在危險化學品事故救援過程中，已采取防護措施的應急救援人員也曾出現了不同程度的中毒癥狀[4,16]。本文就為做好化學中毒事故應急處置工作，從化學中毒事故應急處置裝備性能進行分析綜述，為快速、高效、科學、有序地實施危險化學品事故應急救援提供參考。

1 引發中毒事故的化學物質特性和存在形式

1.1引發化學中毒事故的化學物質 化學物質來源廣泛、種類繁多，擴散速度快、受害范圍廣、造成危害大。對人體傷害具有多樣性、易造成大規模人員傷亡、社會波及面廣、政治影響大等特點。化學物質通常是爆炸品、壓縮氣體、液化氣體、易燃液體或固體、遇濕易燃物品、氧化劑、有機過氧化物、有毒品、放射性物品、腐蝕品等，具有爆炸、燃燒、助燃、毒害、腐蝕、環境危害等性質，且對接觸的人員、設施、環境可能造成傷害或者損害[5，6]。其中常見的急性中毒物質[1]：（1）窒息性氣體：一氧化碳、硫化氫、甲烷、甲胺、甲醛、氰和腈類化合物等；（2）刺激性氣體：氯氣、氨氣、光氣、氮氧化合物、有機氟、硫酸二甲酯、二氧化硫和三氧化硫等；（3）金屬及類金屬：鉛、四乙基鉛、汞、錳、鎘、鉻、鈹、三烷基錫、鉈、鋅、鋇、銻、磷化氫和砷化氫等；（4）有機化合物：苯、苯酚、氯仿、甲苯、二甲苯、苯的氨基酸、硝基化合物、四氯化碳、二硫化碳、甲醇、二氯乙烷、乙醇溴甲烷、氯丁二烯、五氯酚鈉、環氧化合物和三氯乙烯等；（5）農藥：有機磷、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等殺蟲劑、有機氯類農藥、殺蟲劑和除草劑等。

1.2存在形式 化學中毒事故發生后，事故現場及其周圍環境中都可能會存在中毒物質，以粉塵、煙、霧等微小顆粒物懸浮在空氣中，也可在常溫常壓下呈液體或固體的物質經蒸發或升華產生的蒸氣狀態存在，如氯氣、氨氣、硫化氫和光氣等。有害液體種類較多，如酸或堿液能揮發出有刺激性的氣體、蒸氣或產生霧；某些有機溶劑揮發出的有毒蒸氣刺激或腐蝕皮膚并經皮膚吸收；某些液體還具有可燃性等特點。此外，當有毒物料泄漏并伴有火災時[21]，有毒氣體的性質會發生很大的變化，會產生其他的有毒氣體。如：有氟或氯存在, 可產生氟化氫和氯化氫；含氰基材料的燃燒產物中含氰化氫和氰基；含氯材料的燃燒產物中含有氯氣和氯化氫等。另外，空氣中氧氣體積百分比濃度低于18%的缺氧環境可對健康造成危害。

2 樣品采集用品

樣品采集是應急處置的重要環節之一，采集、保存和運輸方式的正確與否將可能直接影響檢測的結果。采樣器械和用品主要有采樣泵、收集器、玻璃采樣瓶、必要的采樣工具和輔助的采樣設施、樣品標簽等，其中包括樣品空白、容器空白和對照空白。液體樣品和固體樣品一般采用密閉性較好的玻璃容器或惰性塑料容器收集和儲存。樣品保存與運輸的常用裝備為樣本保存箱、樣品運送箱、液氮罐和小型冰箱等裝備。空氣樣品的采集設備主要有[1]：

2.1采氣袋 由專用塑料袋或鋁箔袋連接一個特制的采氣用二聯球構成，現場采樣用空氣沖洗采氣袋后采樣，后用乳膠帽封口，需盡快分析。

2.2真空瓶 用耐壓玻璃或不銹鋼瓶作為采樣裝備，在現場將真空瓶氣閥打開采氣，采后關閉閥門，需迅速送檢。

2.3吸收液 采用帶有動力裝置使空氣通過裝有吸收液的吸收管，空氣中被測的化學物質濃縮于吸收液中。采用的吸收液有水、水溶液和有機溶劑等。

2.4濾膜 使用動力裝置使空氣通過濾膜，經過機械阻留、吸附等方式采集空氣中的氣溶膠。常用的濾膜有玻璃纖維濾膜、過氯乙烯纖維濾膜和微孔濾膜等。

2.5固體吸收管 采用空氣通過裝有固體吸附劑的采樣管時，將被測的化學物質吸附濃縮后，經解吸后分析。常見的固體吸收管有活性炭管和硅膠管等。活性炭管用于采集有機化合物蒸汽。一般情況，能用活性炭管采樣的都不用硅膠管，因硅膠易吸水，使其采樣效率低，但對酸、酯、胺等極性有機化合物一定要用硅膠管采樣，因硅膠對它們有很高采樣效率，也容易解吸。

3 現場應急檢測裝備

現場的應急檢測主要是對化學物質直接進行分析檢測，發現和查明空氣、水、地面和物體上的化學物質并對其進行定性、定量分析，對事故的類型、劑量、范圍、人員中毒程度等進行初步的判定，為明確中毒事故提供初步調查結論和實驗室判斷依據。現場快速檢測方法為[7-11]:

3.1現場快速檢測箱 根據特征性化學反應進行的現場快速定性或半定量檢測的技術，主要用于原因快速篩查，不作為事故原因的確證依據，主要包括檢氣管和比色試紙等，具有體積小、質量輕、攜帶方便、操作簡單快速，結果直讀。（1）檢氣管（比色管）：可根據檢氣管變色柱的長度測定出被測氣體的濃度。 可檢測的有毒氣體較多，包括一氧化碳、氨氣、氯氣、二氧化氮、二氧化硫、甲醛、硫酸二甲酯、氟化氫、硫化氫、氯化氫、砷化氫、汞蒸氣、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、乙烯、乙炔、乙醚、汽油、光氣、氰化氫、丙烯腈和磷化氫等。（2）比色試紙（反應貼紙）：與檢氣管原理相同，適用于各種形態有害物質的測定，可對毒物進行半定量測定，但誤差較大、干擾因素多，試紙本身易失效。常用的有檢測氨氣、有機磷農藥、一氧化碳、光氣、氫氰酸、硫化氫、甲醛、乙醛、二氧化氮、次氯酸和過氧化氫等的試紙。

3.2現場氣體檢測儀 檢測儀分為便攜式單一或復合功能有毒氣體檢測儀，安裝有檢測探頭，利用電化學反應原理對待測物質定性定量檢測，檢測儀可設報警值、操作簡便、快速、結果直讀、精確度高和可連續性檢測，適用于現場快速檢測進而環境毒物濃度的連續監測。但因儀器內安裝探頭的數目有限，而有毒物的種類繁多，所以有一定的局限性。當待測物種濃度過高時，探頭容易失效影響后續檢測結果。其可檢測的氣體種類包括二氧化碳、氧氣、氫氣、臭氧、一氧化氮、氯乙烯、肼、二氧化氯、甲烷、乙烷、一氧化碳、氮氣、氯氣、二氧化氮、二氧化硫、氟化氫、硫化氫、砷化氫、光氣、磷化氫、氰化氫和甲苯等。

3.2.1可燃氣體檢測儀 采用催化燃燒式原理檢測，精度高、重現性好，幾乎不受溫度、濕度的影響，電壓輸出與氣體濃度成比例，直到爆炸極限，兩者大約成直線關系；檢測元件中的催化劑易受硅化物、硫化物和氯化物的影響；主要用于檢測空氣中的一氧化碳、氫、甲烷、汽油、液化石油氣和乙炔等可燃氣體。

3.2.2有毒氣體檢測儀 采用電化學原理中的定電位電解式原理，靈敏度很高，測定低濃度的氣體具有良好的精度，干擾氣體少。

3.2.3氧氣檢測儀 采用電化學原理中的原電池式原理在事故現場，尤其是在有限空間事故現場使用。氧氣檢測傳感器注意留有一定的響應時間，并進行相應的反應。

3.2.4其他現場快速檢測儀 如軍事毒劑偵檢儀，利用特定物質的焰色反應分析是否存在設備數據庫中含有的物質，從而定性確定待測物質的種類，主要用以定性檢測存在于空氣、地面、裝備上的氣態或液態的化學毒劑。此儀器攜帶方便，使用方法簡單，受大氣環境影響小。此外，還有便攜式溫度計和便攜式電子氣象儀等。

3.3便攜式傅里葉變換紅外光譜儀 將氣態被測物的紅外吸收光譜經過傅里葉變換后與內置的標準譜圖進行比對得到定性檢測結果，實現了現場快速測定和在線實時監測[12]；采用衰減全反射 技術的設備也可對固體和液體進行快速檢測；另外和拉曼光譜相似，可以進行遙測，傅立葉變換紅外光譜法具有測量精度高、雜散光低、分辨率強、光通量大、信號多路傳輸、測定速度快和測量波段寬等優點[13]，但易受到環境因素影響。

3.4便攜式氣相色譜分析儀/便攜式光離子化檢測器 采用特定設備控制溫度，對氣相待測物質進行檢測，根據沸點的不同對物質進行分析; 可用于各種揮發性有機化合物的檢測，具有精確度高、結果可讀和檢測范圍廣等特點，尤其適用于未知毒物和多種混合毒物的現場測定。

便攜式光離子化檢測器是一種簡單、方便、快速的現場實用儀器，是氣相色譜檢測器的一種。通過離子化的方法將待測化合物轉變為容易被電子儀器檢測到的離子流，它的離子源是具有特別能量的紫外燈。適用于大多數含碳的有機化合物。包括:芳香類（如苯、甲苯和萘等）、酮和醛（如丙酮、甲基己基酮和乙醛等）、氨、胺、鹵代烴、硫化物和一氧化氮等。

3.5便攜式氣相色譜—質譜聯用分析儀 在色譜分析的基礎上，對待測物質利用質譜分析儀進行分析。質譜分析是根據不同的有機物在高能離子流的作用下分解出來的物質成分和成分的質量來判定待測物質是什么物質。每種物質都有特定的質譜圖，只要分析出待測物質的質譜圖，將該質譜圖與標準數據庫進行比較，就可確定該物質。質譜分析儀準確度比一般檢測儀要高，已經成為常用的檢測器材，多為便攜式、車載式氣相色譜及質譜儀、中毒鑒定檢測車等裝備。

3.6便攜式/手持式拉曼光譜儀 采用短波長的單色光照射被測物，小部分的光按照不同的角度散射產生散射光，在垂直方向觀察時，散射光中既有與入射光頻率相同的譜線，也有與入射光頻率不同的譜線稱為拉曼線。在拉曼線中，又把頻率小于入射光頻率的譜線稱為斯托克斯線，而把頻率大于入射光頻率的譜線稱為反斯托克斯線。將這種譜圖與標準譜圖對照得出結果。此方法優勢是只要有光就可檢測，可對數十米甚至數公里的空氣、云團進行遙測，靈敏度較低。

3.7其他裝備 如便攜式紫外/可見分光光度計，根據物質分子對紫外及可見光譜對光輻射的吸收特性和吸收程度，對物質進行定性定量分析的一種光譜分析儀器。此方法靈敏度較高，操作簡便快捷，主要用于無機非金屬化合物和一些有機化合物的定性和定量分析。如二氧化硫、氮氧化物、氨、苯胺和光氣等。此外，還有便攜式遷移離子譜儀等。

4 個體防護裝備

化學災害事故個體防護裝備是提升事故應急處置能力的重要保障，是避免和減少救援人員傷亡，順利完成應急救援任務的首要條件。化學災害事故現場相當復雜、波及范圍廣、極易造成環境污染，衛生應急救援人員往往處于事故發生及發展或繼發過程中，環境中面臨不確定的危險，做好應急救援人員的個體防護尤為重要，是現場處置人員安全的唯一 屏障[14]。

為保護現場人員免受化學物污染危害，指導現場人員在應急與處置中毒事件時正確配備有效的個體防護裝備，衛生部制定了《突發中毒事件醫療衛生應急人員防護導則》[15]，該導則將個體防護分為A級、B級、C級、D級4個等級，可根據危險度分級和現場分區選擇相應的防護等級與裝備；我國制定了相應的醫療衛生應急人員防護標準和規范[32]。有毒化學品主要是通過呼吸道和皮膚進入人體內。呼吸道防護主要依靠防毒面具實現，可分為過濾式防毒面具和隔絕式防毒面具；皮膚防護主要依靠皮膚防護裝備實現，包括防毒衣、防毒手套、防毒靴套等，通常和防毒面具配套使用。化學中毒事故個人防護裝備等級[4，22]如下:

4.1A級防護 適用于隔離區，可對周圍環境中的氣體與液體提供最完善保護。防護對象: 高蒸氣壓、可經皮膚吸收或致癌化學物和高毒性化學物；可能發生高濃度液體潑濺、接觸、浸潤和蒸氣暴露；接觸未知化學物；有害物濃度達到立即威脅生命和健康濃度（Immediately Dangerous to Life or Health concentration，IDLH），缺氧。防護裝備: 正壓空氣呼吸器（Self-Contained Breathing Apparatus，SCBA），根據容量、使用者的肺活量、活動情況等確定氣瓶使用時間）、全封閉氣密化學防護服（為氣密系統，防各類化學液體、氣體滲透）、防護手套（抗化學防護手套）、防護靴（防化學防護靴）、安全帽。

4.2B級防護 適用于隔離區，適用于環境中的有毒氣體（或蒸汽），或其他物質對皮膚危害不嚴重的環境。防護對象: 已知的氣態毒性化學物質，能產生皮膚吸收或呼吸道危害，達到IDLH濃度，缺氧。防護裝備: SCBA（確定防護時間）、頭罩式化學防護服（非氣密性，防化學液體滲透）、防護手套（抗化學防護手套）、防護靴（防化學防護靴）、安全帽。

4.3C級防護 適用于防護支援區，適用于低濃度污染環境或現場支持作業區域。防護對象：非皮膚吸收有毒物，毒物種類和濃度已知，濃度低于IDLH濃度，不缺氧。防護裝備: 空氣過濾式呼吸防護用品（正壓或負壓系統，選擇性空氣過濾，適合特定的防護對象和危害等級）、頭罩式化學防護服（隔離顆粒物、少量液體噴濺）、防護手套（防化學液體滲透）、 防護靴（防化學液體滲透）。

4.4D級防護 安全支援區，適用于無呼吸和皮膚危害的環境。防護對象：適用于現場支持性作業人員。防護裝備：衣褲相連的工作服或其他普通工作服、靴子及手套。

5 現場洗消裝備

采用機械、物理或化學方法對受污染的地面、設備、裝備和人員進行洗消處理，從而使其沾染的毒劑失去毒害作用。洗消技術主要為高溫、高壓、射流和免水技術等[17]。現場的洗消裝備主要包括洗消車輛、局部洗消器材和噴灑車等[18,19,23]。

5.1多功能一體化大型洗消裝備/洗消車輛 多功能一體化大型洗消裝備能夠實現批量人員、裝備或大面積區域洗消的裝備。洗消車輛分為拖掛型、車載型和自行型，洗消室分為車廂內和搭建帳篷兩種。車載洗消系統包括供水加熱系統、污水收集系統、供暖系統、照明系統、洗消設施、供電系統、充氣帳篷以及配套使用的器材裝備等。

5.2單兵消毒包/輕型洗消裝備/局部洗消器材 單兵消毒包小型、輕便，主要用于局部沾染物的消除。輕型洗消裝備借助機械裝置實現人員、物品等大面積洗消。輕型洗消裝備可分為單兵便攜式輕型洗消裝備和車載便攜式輕型洗消裝備[18]。局部洗消器材主要用于局部皮膚、眼睛、傷口、粘膜表面的清洗，主要包括皮膚洗消機、洗眼器等。根據毒物不同、洗消種類和部位的需求，使用不同成分或濃度的洗消液分類進行洗消。

5.3噴灑車 主要用于大面積化學污染的洗消，可對設施、建筑物消毒等。

6 其他輔助裝備

為保障現場處置人員的人身安全和搶救傷員的需要，還應配備適當的應急設備，包括安全帶（繩）、制冷背心、通訊器材、計時工具、醫療急救包和常見毒物的特效解毒劑[23]。

7 發展與應用

化學中毒事故應急處置裝備是免受化學傷害的現場快速檢測、防護及洗消處置的必備裝備。

7.1化學中毒事故的應急檢測 一般涉及現場調查、樣品采集、現場檢測、實驗室檢測、中毒原因的分析等工作[1]；現場應急檢測應快速、不間斷地對事故區域進行定點與不定點的持續監測，并且要貫穿搶險救援過程的始終，發揮準確快速地了解和掌握現場有毒有害物質的種類、濃度及其分布等，對有效的處置化學物質災害事故發揮關鍵性的作用[19]；現場檢測技術和裝備的發展一定程度上影響著化學中毒事故處置的成敗[29，30]；目前，檢測手段多為近距離測試，遙感手段還比較少，分析測試方法均具有局限性，發展智能廣譜測試技術、研制輕巧、耐用、檢測快速精準、遠距離探測和無人化探測是偵檢裝備的重要發展方向[23]，做好現場檢測裝備集成化、箱囊化、平臺化、智能化、配置標準化及個體防護規范化，對提高化學中毒事故應急救援能力具有重要意義。

7.2防護裝備是應急處置人員的必備的防護手段 根據防護對象不同，選擇防護種類較多，探明引發事故的化學物質的傷害特性，準確確定化學物的種類、品種、數量和爆炸燃燒等數據，研究論證現場已發生和潛在的爆炸、中毒、火焰和高溫等對人員生命健康造成嚴重威脅，配備集防爆、呼吸、防火和阻燃等功能于一體的較為完善的個人防護裝備系統，同時，解決產品的舒適性、方便性，提高防護裝備的防護能力是一項亟待研究解決的課題[14]。采用新材料，發展負擔小、輕型舒適的防護裝備是各國追求的目標[23]。

7.3防護裝備便攜性及智能化 研究選用自動化、高性能、方便和適用的洗消裝備是應急處置中不容忽視的重要的環節。單兵及輕型洗消裝備向著實現人性化設計、小型便捷、可以對多種洗消劑兼容適合多種場合等方面發展；大型洗消裝備正在著力實現多功能集成，完成對裝備、人員、服裝和地面進行洗消，各模塊間可自由組合、高效便捷，智能化、機器人化智能控制、精確迅速洗消[18]。研制高效能、廣譜、低腐蝕、環保無污染的洗消劑是重要趨勢，重點發展高溫、高壓、射流、免水等洗消技術和大、中、小型系列洗消裝備，滿足多功能、智能化、快速機動的要求，以適應多樣化、多層次、多目標的洗消需要[23]。

8 結 語

發達國家應急救援裝備已基本實現模塊化配置且各類高科技產品層出不窮，尤其以美國、日本、俄羅斯等國家最為突出。美國政府在災害緊急救援管理中，普遍運用較先進的技術裝備，其應急醫療隊配置的所有裝備均可在一個托盤上空運，遠程機動性極強，衛生應急裝備基本實現了模塊化、小型化、履帶化和機動化，分組合并性能好，具有較強的獨立保障和應急救援能力。日本是一個應急救援體系及各項配套建設都比較完備的國家，其災害應急救援已實現空中醫療直升機和地面野戰醫院同時進行，大批直升機與地面的救護車、工程保障車、通信指揮車等構成立體保障，形成了空地一體的保障優勢。俄羅斯針對突發災害的應急救援裝備均以野戰機動醫院的標準來配置，可隨時開赴災區開展救援。另外，其衛生飛機、衛生列車和醫用船已有效用于災害救援工作[20]。

隨著科技進步和發展，我國的應急處置機制、技術及裝備已接近甚至超越國外突發性事件救援，并在救援設備功能多樣性、小型化和智能化方面取得了長足進步[20,24-28,32]，應急處置機制也正朝著多元化、先進化、自動化、全面化、高效能和高科技等方向發展[24，25]。我國的現場應急處置裝備必將實現種類齊全、功能穩定、性能可靠、機動靈活，進一步適應現代公共衛生應急工作的需求,實現集成化、模塊化、便攜化、履帶化和箱囊化發展，現場處置裝備獨立保障和應急救援能力必將得到全面的應用，促進中毒事故現場應急處置技術水平的提升和工作能力的提高。