第四节 化学事故中的人员防护
在化学事故中,化学品释放突然、浓度高、扩散迅速,随空气、水流和地形、气象等特征传播扩散,毒害生命、破坏环境和生态。在实施化学救援时,既要为中毒伤员脱离毒区时提供个人防护,又要为执行各类任务的救援人员提供合适的防护器材。只要正确使用个人防护器材和采取各种防护措施,就能减轻或避免受毒物的伤害。
一、化学事故对人体可能造成的伤害
在化学事故现场,救援人员及被困人员常要直接面对有毒性、易燃易爆性、腐蚀性、放射性等的物质或严重缺氧的环境。为防止这些危险因素对人员造成中毒、烧伤、腐蚀、低温冻伤、辐射等伤害,加强现场个人安全防护是非常重要的工作。
(一)毒害
危险化学品中的有毒物质(如氯气、硫化氢、氨气等)通过呼吸、接触等途径引起人员中毒。有些化学危险物品本身毒性并不大,可是一旦受热分解,就能释放出剧毒气体,对人员构成极大的威胁。
(二)高温或爆炸
许多危险化学品着火以后,由于燃烧热大,火焰温度高,消防人员在处置过程中,要承受高温的烘烤。有些气体能够形成爆炸混合气体,遇明火发生爆炸,直接威胁消防人员生命和人身安全。
(三)腐蚀
在没有防护的情况下,人员接触酸性腐蚀品(如硫酸、硝酸、盐酸等)、碱性腐蚀品(如氢氧化钾、氢氧化钠、乙醇钠等)及其他腐蚀品(如亚氯酸钠溶液、氯化铜、氯化锌等)均会造成皮肤损伤。
(四)低温冻伤
一些沸点低、蒸发潜热大的危险化学品,如液化石油气、氨气等常温下是气态的物质,在加压储存时变成液态,一旦容器或管道破裂发生泄漏,便会吸收大量的热能,使温度骤然降低,若防护不慎,易造成人员冻伤。
二、个人防护方法
在化学事故中,个体自身的防护方法有很多,这里主要从个人防护装备、药物预防、技战术手段的角度介绍个人防护方法。
(一)器材装备的防护
1.个体防护装备的分类
GA 621—2013《消防员个人防护装备配备标准》按照防护功能的不同,将消防员个人防护装备分为躯体防护类装备、呼吸保护类装备和随身携带类装备三类。其中,躯体防护类装备主要包括消防员隔热防护服、消防员避火防护服、一级化学防护服、二级化学防护服、特级化学防护服、核沾染防护服、防蜂服、防静电服等;呼吸保护类装备主要包括正压式消防空气呼吸器、正压式消防氧气呼吸器、强制送风呼吸器及消防过滤式综合防毒面具等;随身携带类装备主要包括佩戴式防爆照明灯、消防员呼救器、方位灯、消防腰斧、消防通用安全绳、消防Ⅰ类安全吊带、消防Ⅱ类安全吊带、消防Ⅲ类安全吊带、消防防坠落辅助部件、消防员呼救器后场接收装置、头骨振动式通信装置等。
2.器材防护等级
在使用个人防护器材时,为了保持体力和工作能力,在救援行动中,应选用适当的防护等级。防护等级是指根据事故危害程度、任务要求和环境因素等条件所确定使用的个人防护器材的等级。
根据危险化学品的危害性,将化学事故防护等级划分为三级:一级防护为最高级别防护,适用于皮肤、呼吸器官、眼睛等需要最高级别保护的情况;二级防护适用于呼吸需要最高级别保护,但皮肤保护级别要求稍低的情况;三级防护适用于空气传播物种类和浓度已知,且适合使用过滤式呼吸器防护的情况。
(1)一级防护 一级防护适用具体情况如下:①泄漏介质对人体的危害未知或怀疑存在高度危险时;②泄漏介质已确定,根据测得的气体、液体、固体的性质,需要对呼吸系统、体表和眼睛采取最高级别防护的情况;③事故处置现场涉及喷溅、浸渍或意外地接触可能损害皮肤或可能被皮肤吸收的泄漏介质时;④在有限空间及通风条件极差的区域作业,是否需要一级防护不确定时。
(2)二级防护 二级防护适用具体情况如下:①泄漏介质的种类和浓度已确定,需要最高级别的呼吸保护,而对皮肤保护要求不高时;②当空气中氧含量低于19.5%时;③当侦检仪器检测到蒸气和气体存在,但不能完全确定其性质,仅知不会给皮肤造成严重的化学伤害,也不会被皮肤吸收时;④当显示有液态或固态物质存在,而它们不会给皮肤造成严重的化学伤害,也不会被皮肤吸收时。
(3)三级防护 三级防护适用具体情况如下:①与泄漏介质直接接触不会伤害皮肤也不会被裸露的皮肤吸收时;②泄漏介质种类和浓度已确定,可利用过滤式呼吸器进行防护时;③当使用过滤式呼吸器进行防护的条件都满足时。
3.器材防护标准
在化学事故处置过程中,根据防护等级按标准配备相应的防护器具,具体如表1-5所示。
表1-5 现场安全防护标准
此外,根据防护等级确定防护标准时,还应考虑以下环境及生理因素:
①中暑虚脱。穿着防护器材正常散热受到抑止(尤其是隔绝式防护服),在进行中等以上体力劳动时,均能出现中暑虚脱,气温愈高这种现象出现愈早、愈多。
②疲劳。穿戴全身防护器材和任何等级防护的人员,会因面具的呼吸阻力、体力消耗和日晒或现场温度过高而引起体温升高,以及心理、生理的抑郁和受力状况而感到疲劳。
③感官、反应迟钝。需完成使用感官或有关机能(如手脚灵活、目光敏锐或音响联络等)的任务的人员着全身防护器材会不同程度地降低作业效率。
④自身需要。人员不能无限期处于全身防护状态,需要饮食、大小便等。因此,必须根据上述条件灵活地采取适当的防护等级,以保证工作效率和人员的安全。
(二)药物预防
药物预防是通过吃预防药物实现个人的安全防护。有些剧毒化合物如氰化氢等氰化物和有机磷化合物,由于毒性强烈,作用迅速,急救困难或防毒面具防护时间短,很低浓度就可使人中毒,在执行救援任务时可先口服预防药物,一旦吸入少量毒气或防毒面具失效,不致造成严重危害。但预防药的作用是有限的,不能从根本上代替防毒面具的作用。因此,药物预防只是一种辅助性的防护措施,必须要与器材防护配合使用才能真正保障人员的生命安全。救援人员和公众可以常备一些防毒、解毒药物,药物品种的准备可根据危险化学品的种类和性质确定。
(三)技战术手段的防护
技战术手段的防护是指在救援过程中应用技术和战术等手段,减轻或消除事故对救援人员的伤害,从而达到防护的目的。常用的技战术防护手段有监测防护、雾状水防护、洗消防护等。
1.监测防护
监测防护是救援人员在化学事故现场对行动区域或救援对象的安全状况用科学的手段进行监视、检测或评估,视情况采取相应的措施,确保现场救援人员的安全。
(1)设立安全员 ①安全员主要观察化学危险源泄漏、扩散情况以及险情变化和危害发展情况等。②根据现场情况,安全员可以设一个,也可以同时设多个,全方位、多角度观察;安全员要把观察到的情况定时或不定时地向指定负责人或总指挥员报告;安全员应适当配备相应的仪器设备。③安全员发现紧急险情,应及时向总指挥员报告。情况特别紧急时,可以直接向受威胁区域的救援人员发出警报,督促其立即撤离,并随后向上级领导报告。
(2)仪器检测 ①在有毒可燃气体扩散的现场设立指挥部或确定停车位置前,必须先组织环境检测。②在有毒气体或可燃气体泄漏现场设立水枪阵地或实施堵漏行动前,要先对作业区域进行浓度检测,根据浓度分布情况,采取相应的防范措施。③在有毒或可燃气体扩散现场检测,应在不同风向点(上风、侧风和下风)、不同时间段、不同行动操作前进行,检测人员要及时把测试情况报告给指挥员。
2.雾状水防护
在氯气、氨气、液化石油气等气体泄漏事故中,救援人员到场后应在泄漏源的四周设置水幕、水带或屏障水枪,并且布置喷雾或开花水枪稀释、驱散有毒气体,降毒。因为氯气微溶于水,氨气易溶于水,所以喷雾水喷射范围以内能起稀释作用;雾状水飘散在空中,与泄漏气体混合,提升了液化石油气爆炸极限浓度,增大了混合气体的最小点火能量,能控制可能发生的爆炸事故。
3.洗消防护
有毒有害危险化学品泄漏后,会造成空气、地面、水源、物体或人体表面染毒,为了彻底消除现场染毒体残余的毒害作用,应急洗消成为此类事故救援中一个必不可少的环节。在此类事故处置完毕后,应及时对污染区域内的所有染毒对象实施洗消,降低其污染程度,最大限度地保证消防人员自身安全,并降低环境污染水平。
三、不同危害的个体防护
(一)毒害性介质的个体防护
针对毒害性危险化学品,救援人员在现场可采取器材防护、药物预防和洗消处理的方式进行个体防护。这里主要介绍器材防护方法。器材防护主要是呼吸防护和皮肤防护。
1.呼吸防护
呼吸防护主要是应用呼吸防护器具,如佩戴防毒防尘口罩、防毒面具、空气或氧气呼吸器等保护救援人员呼吸器官、眼睛和面部免受有毒有害化学品直接伤害。在救援现场,常用的呼吸保护器具有过滤式防毒面具、空气呼吸器、氧气呼吸器。三种呼吸器具的使用特点如表1-6所示。
表1-6 常用呼吸器具的使用特点
防护时间是呼吸防护器材的一个重要的性能参数,使用者不但要掌握额定充装时的防护时间,而且要掌握在使用过程中不同压力下的使用时间,正确估算剩余的可以利用的时间,以便更好地完成救援任务和及时地从事故现场撤离。
(1)氧气呼吸器的有效使用时间 氧气呼吸器的有效使用时间主要取决于钢瓶内氧气储量和人员的劳动强度。钢瓶储气量根据气瓶的压力和气瓶容积确定。氧气储气量(L)=氧气瓶的容积(L)×压力值(MPa)/0.098(MPa)。由于使用前需作几次深呼吸,用氧气冲淡气囊,还要保证必要的余压,所以其有效使用时间可按式(1-1)计算:
(1-1)
式中,T为有效使用时间,min;P1为钢瓶的充填压力,MPa;P2为钢瓶的允许压力,MPa,一般为1.5~2.0MPa;V0为钢瓶的容积,L;V1为戴面罩后冲洗气囊所需的氧气量,L,通常为15L;ν为佩戴者的耗气量,L/min。
不同劳动强度下所需的氧气量如表1-7所示。
表1-7 佩戴者在不同劳动强度下所需的氧气量
(2)空气呼吸器的使用时间 空气呼吸器的使用时间,由气瓶的储气量和佩戴者的耗气量决定。空气储气量(L)=气瓶的容积(L)×气瓶压力值(MPa)/0.098(MPa)。可以按式(1-2)计算。
(1-2)
式中,T为使用时间,min;P为钢瓶的充填压力,MPa;V为钢瓶的容积,L;ν为佩戴者的耗气量,L/min。
不同劳动强度下所需的空气耗气量如表1-8所示。
表1-8 不同劳动强度下所需的空气耗气量
在熟悉和掌握各种防护器材的性能、结构及防护对象的情况下,应根据事故现场毒物的浓度、种类、现场环境及劳动强度等因素,合理选择不同防护种类和级别的滤毒罐,并且使用者应选择适合自己面型的面罩型号。一般情况下,呼吸防护器材应按有效、舒适和经济的原则选择,同时还应考虑以下几方面的因素:
①选用何种类型的呼吸防护器材。在污染物质性质、浓度不明或确切的污染程度未查明的情况下必须使用隔绝式呼吸防护器材;在使用过滤式防护器材时要注意不同的毒物使用不同的滤料。
②呼吸防护器材能否起作用。新的防护器材要有检验合格证,库存的防护器材要检查是否在有效期内、用过的是否更换新的滤料等。
③佩戴呼吸防护器材。一定要保证呼吸道防护用具的密封性,佩戴面具感到不舒服或时间过长时,要摘下防护器材或检查滤料是否要更换。
2.皮肤防护
皮肤防护是指利用某些特殊服装来保护人体的体表皮肤,以防毒气、放射性物质、强酸强碱等的侵害,或防止皮肤中毒。在化学事故救援过程中,常用的毒害防护装备有一级化学防护服、二级化学防护服和特级化学防护服以及与之配套使用的其他头部和脚部防化器材等。
一级化学防护服是消防员短时间内处置高浓度、强渗透性气态危险化学品泄漏事故时穿着的化学防护服装。穿着该防护服可以进入无氧、缺氧和氨气、氯气等气体现场,汽油、丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯等有机介质气体现场,以及硫酸、盐酸、硝酸、氨水、氢氧化钠等腐蚀性液体现场进行抢险救援工作。
二级化学防护服是消防员处置液态危险化学品和腐蚀性物品,以及缺氧环境下实施抢险救援任务时穿着的化学防护服装,它为消防员身处含飞溅液体和微粒的环境中提供最低防护等级,并能防止液体渗透,但不能防止蒸气或气体渗透。
特级化学防护服是消防员在含有芥子气、生物毒剂等生化恐怖袭击,以及腐蚀性物质事故现场进行抢险救援作业时穿着的防护服装。
在选用皮肤防护器材时,应根据事故现场存在的危险因素选择质量合格的、适宜的防护服种类,并注意以下几点:①必须清楚防护服装的防毒种类和有效防护时间;②要了解污染物质的性质和浓度,尤其要根据其毒性、腐蚀性、挥发性等性质选择防护服装的种类,否则起不到防护作用;③要了解防护服装是否能反复使用,能反复使用的防护服装在使用后一定要检查是否有破损,无破损的防护服根据要求清洗干净以备下次使用。
3.防护等级和防护标准
根据化学毒物对人体无防护条件下的毒害性,可把毒物由强至弱分成剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒五大类,充分考虑救援人员所处毒害环境的实际安全需要,确定相对应的防护等级,见表1-9。
表1-9 有毒性泄漏介质现场安全防护等级
由于化学品的种类不同对人员的危害各异,可能要求使用呼吸器官防护器材或必须进行全身防护,执行任务不同又可能仅要求局部保护身体(如手、足等)或全身防护。当救援人员对可能产生的危险程度有了明确估计时,即可确定所需采取的防护等级。同时,安全防护等级确定后,并不是一直不变的,在救援初期可能使用高等级的防护措施,即隔绝式防护服、隔绝式氧气面具等,但当有毒化学品浓度降低时,可以降为低一级的防护。深入事故现场内部实施侦检、控制泄漏等的处置人员,应着内置式重型防化服,视情况使用喷雾水枪进行掩护。使用过滤式呼吸防护装备时,应根据泄漏介质种类选择相应的滤毒罐类型,并注意滤毒罐的使用时间。
(二)爆炸性介质的个体防护
在易燃易爆气体泄漏场所作业时,其安全防护技术尤为重要。虽然没有防护服装能够抵挡爆炸冲击波,但是可以在个人防护方面采取以下一些措施:
①外着气密性防化服,且扎好三口(领口、袖口、裤腿口),以防混合气体侵入人体与气密性防护服之间。
②佩戴正压式消防空气呼吸器,防止气体被吸入体内,造成呼吸道灼伤。
③穿着紧身的纯棉织物,并喷水湿透,防止爆炸燃烧后,衣服与皮肤粘连。
(三)特殊环境的个体防护
1.对高温灼伤的防护
当救援人员接近高温区域时(如近火关阀),应穿着消防员隔热服,同时在其后方布置喷雾水枪进行降温,防止身着隔热服的消防人员中暑。当救援人员短时间穿越火区,短时间进入火场侦察、救人、关阀、抢救贵重物资等时,应穿着消防员避火服,同时也必须有水枪掩护。
2.对低温冻伤的防护
进入低温危险化学品泄漏场所时,救援人员应着棉衣、棉裤,并用绳子扎紧通气口,防止气体进入并积蓄。有条件时要穿气密性防化服,佩戴正压式消防空气呼吸器,戴防冻手套。在关阀、堵漏过程中,要有单位技术人员指导或进行现场培训,争取“快进快出”,尽量减少滞留时间。发生冻伤情况时,应迅速用大量清水冲洗身体,降低冻伤程度。
3.腐蚀性泄漏介质的防护
进入事故危险区域的救援人员,应视情况使用喷雾水枪进行掩护。防护器材应具有防腐蚀性能,如抗腐蚀防护手套、抗腐蚀防化靴等。深入事故现场内部实施作业的处置人员应着封闭式防化服。