消防车辆废气危害及收集的必要性

王荣强

摘要：常见的消防车种类包括水罐消防车、泡沫消防车、泵浦消防车、登高平台消防车、云梯消防车等。由于城市消防站每天都需要定时发动车辆，而车辆发动时产生的大量柴油废气排放在车库萦绕不去，因此需要一套可靠的装置将废气抽排出去。特别是一些重型柴油机消防车的尾气排放量大、对空气和人员的身体危害是明显的，所以对消防车辆废气进行治理和收集，意义重大。

关键词：消防车辆; 废气; 危害; 收集

近年来，在全球能源与环境问题的现实面前，汽车排放与空气污染问题得到了广泛的关注。在汽车排出的废气中，主要含有的污染物有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）、铅（Pb）、炭烟和其他一些有害物质。无论是汽油还是柴油汽车，都存在尾气排放的问题。不良的尾气排放，对空气、大气、人的身体健康等都有危害，应该采取必要的技术、制度措施等来进行治理。

通常，城市消防站车库二楼就是消防工作人员住宿的地方，如果柴油废气不能及时外排，就会造成居住空间内空气质量污染，這必将对消防员的健康造成潜在威胁。消防救援队伍担负着本市防火灭火、抢险救灾和反恐排爆的任务，是一支全天候、全时制为城市经济建设和市民提供消防安全服务的队伍，因此他们的健康应得到最基本的保障。

1   消防车辆废气危害

某消防站刚买了一辆新的重型消防车，带有先进的柴油机排气技术：柴油机微粒过滤器（DPF）、选择性催化还原器（SCR）和柴油氧化催化剂（DOC），它用低硫燃料运行，这就意味着车库里的每一个人都完全不受柴油机废气的危害吗？答案显然是否定的。重型柴油机消防车的尾气排放量大、对空气和人员的身体危害是明显的，所以进行治理和收集消防车辆废气，意义重大。

目前研究显示，汽车废气中的有害气体，如一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）和颗粒物，如铅（Pb）等，可对人体呼吸系统产生显著的有害影响，导致呼吸系统免疫力下降，慢性气管炎、哮喘等发病率升高，肺功能下降等;对于汽车废气诱发人类肿瘤的研究，亦有较多职业流行病学的阳性结果报告，但因影响因素复杂，尚需进一步研究方可定论。在消防的实际工作中，多数消防员非常清楚柴油机排气的危险，这已被世卫组织的OSHA、CDC、EPA和国际卫生研究所癌症研究中心（IARC）记录和报道。

2   目前柴油废气对消防队员的三种威胁

众所周知，柴油发动机会释放出大量有害物质，包含有机和黑色碳颗粒物质的物质煤烟、臭氧烟雾-形成氮氧化物、一氧化碳、有毒金属，有机气体的种类包括：甲醛、丙烯醛、正己烷、对萘、苯乙烯、多环芳烃（PAH）。

对于消防员这样的职业来说，最大的问题是“长时间”暴露。流行病学研究显示，与那些没有接触柴油废气的工人相比，职业接触柴油废气的工人患肺癌的风险增加了20%至50%。目前柴油废气对消防队员的三种威胁，主要表现在：

2.1  协同排放

国外研究表明，虽然新柴油发动机技术所排放出来的气体（NTDE）几乎和周边环境一样干净，但是排放的废气中仍有10%甚至更多的污染物无法被完全清洁。2016年一份来自加拿大的报告指出，NTDE从柴油排放中去除了“70%以上”的化合物。挑战在于柴油的排放量没有可接受的限制，因为柴油的排放量是复杂的，同时含有碳微粒和40种化学物质，根据《清洁空气法》这些物质被归类为“有害空气污染物”。

2.2  超细粒子的增加

柴油废气含有“超细颗粒”（UP），通过血脑屏障很容易被吸收到肺组织和血流中，从而引发心血管疾病，炎症或引起血液凝块。超细颗粒对心血管系统有负面影响，包括心脏节律的自主控制、内皮细胞功能以及凝血路径。空气动力学直径等于或小于0.1微米的颗粒被认为是所有类型PM中最危险的，因为它们足够小，能够促进细胞屏障的易位。一旦粒子进入血液便可以到达身体的任何器官，包括大脑。欧洲委员会联合研究中心用NTDE测试柴油卡车的一项研究表明，小于23纳米的颗粒排放量比欧盟目前对大于23纳米的颗粒的需求量“高达200%”。研究表明这些颗粒可能是尿素分解颗粒。此外，在发动机冷启动时，NDTE的卡车超过了欧标VI的粒子数限制。这些颗粒可能是煤烟或重碳氢化合物。加拿大健康科学中心的一个研究小组研究了DPF重型柴油卡车的排气，并从DPF中识别出“微粒”（8-10纳米）排放。

2.3  怠速排放

消防员考虑的另一个因素是，当卡车在设备检查过程中怠速时，NTDE功能如何发挥作用。许多NTDE装置需要一致的高发动机温度按预期运行。在一项研究中，装有DCO的2012柴油卡车显示，当后处理温度回升到570°F.（300°C.14）时，N2O排放增加。研究表明，DOC通常需要一致的高发动机温度以有效运行。空转车可以释放含有未燃烧燃料和不完整产品的排放物。当发动机首次启动时，SCR的输出也引起了人们的关注，因为SCR向废气流中注入氨，并与NO和NO2反应生成氮气和水。此外，吸入NH3可引起肺积液（肺水肿）。

虽然现在我们采用了更新技术的柴油机消防车，尾气的处理技术大大降低了与柴油机排气相关的健康风险，但有害物质仍然存在。

3   消防站安装车辆柴油废气抽排装置的必要性

消防车柴油废气里，含有一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、苯、二氧化硫、铅、煤烟粉尘等有害物质;经过仪器测试，当消防车在车库中发动时，车库中的各种有害物质都已经远远超过了《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2007）中规定的各项标准，这些物质对于工作人员的呼吸道、血液、神经、骨组织、肾脏都有非常大的伤害。经过仪器检测，尾气排放可使PM2.5高达300-1000ug/m3，且PM2.5气溶胶附着柴油废气颗粒和重金属颗粒物，这远远超出国家标准，因此必须有可靠装置将废气及时抽排出去。

此外，《城市消防站设计规范》（GB51054-2014）第4.2.5条中明确提到：“消防车库的设计应设置车辆充气、充电和废气排出的设施。”消防站是战备执勤、待机出动的专业场所，其建筑必须功能齐全，既满足快速反应的需要，又符合环保标准。《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）第8.2.3条也明确指出：“消防站应有排除发动机废气设施。滑竿室通向车库的出口处应有废气阻隔装置。”由于消防站的设计必须满足人员快速出动的要求，因此，传统的房屋功能组合总是把执勤待机室和消防车库连在一起。火警出动时，人员从二楼的待机室通过滑竿直接进入消防车点，过去由于消防车库未有排除废气设施，室内通风又不好，加之滑竿出口处不密封，发动车时的汽车尾气，通过滑竿的抽吸作用，将烟抽到二楼以上人员活动的场所，常常造成人员集体中毒。这样的事故在我国西部和北方地区的冬季经常发生。所以为保证人身健康，创造良好的、无污染的工作和生活环境，对此作出明确规定，以解决多年来基层反映最激烈的问题。

4   结语

对于消防员来说，在设备检查、火灾期间，以及卡车进入和离开车站期间，都会暴露在柴油废气之中。 柴油废气对消防队员的威胁是明显的，也是危害巨大的，甚至会引发很多职业病，因此我们必须不断提高柴油机消防车的关键技术，通过各种改进技术手段来收集和治理消防车辆废气。消防站的废气抽排装置，在欧美发达国家安装率高，且已有几十年历史。目前抽排装置有多种类型，在我国刚刚兴起，据已安装某牌尾气抽排设备的消防站消防工作人员普遍反映：尾气抽排设备能使车库内空气质量明显提升。然而，目前废气抽排装置类型较多，什么样类型的设备更能适用于消防站？在这里，通过大量走访研究和检测发现，有安全保障，有技术背景，且拥有一定规模成功应用案例的装置一般会成为消防站尾气抽排系统的首选。

参考文献：

[1]   Giechaskiel，Barouch，欧洲委员会-联合研究中心.道路重型车辆的固体颗粒数排放因子[J].国际环境研究和公共卫生，2018.

[2]   Karthikeyan等.二氧化氮和超细颗粒催化柴油处理的吸入式柴油机废气的生物效应微粒过滤器[J].毒理学科学，2013（2）：437-450.