一、一氧化碳的概念
一氧化碳（carbonmonoxide），是一种碳氧化合物有毒气体，化学式为CO，。在标准状况下，一氧化碳为无色、无臭、无刺激性的气体，燃烧时有蓝色火焰，生成二氧化碳。相对分子质量为28.01，密度1.25g/l，冰点为-.1℃，沸点-.5℃。在水中的溶解度甚低，极难溶于水与空气混合爆炸极限为12.5%～74.2%。
◆一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。
◆一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。
◆在冶金、化学、石墨电极制造及家用煤气或煤炉、汽车尾气中均有CO存在。
（一）物理性质
（1）通常状况下，一氧化碳是一种无色无味的气体。
（2）标准状况下，一氧化碳的密度比空气略小（注：不能用排空气法收集，因密度大小与空气的太接近）。
（3）一氧化碳难溶于水，可用排水法收集CO。
（二）化学性质
（1）可燃性：CO燃烧放出大量的热，一氧化碳与二氧化碳不同，一氧化碳在空气里能够燃烧生成二氧化碳，燃烧时发出蓝色的火焰。
（2）还原性：CO在加热条件下，可使黑色的氧化铜变成红色的铜，同时生成使澄清石灰水变浑浊的气体CO2。
（3）毒性：一氧化碳被吸入肺里，能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白，随血流遍布全身。由于CO与血液中的血红蛋白的结合力要比氧与血红蛋白的结合力大倍，故而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成机体急性缺氧。因此一氧化碳有剧毒。
（4）CO与CO2性质、用途及环境影响的比较
二、一氧化碳的生成机理
一氧化碳是大气中分布最广和数量最多的污染物，也是燃烧过程中生成的重要污染物之一。大气中的CO主要来源是内燃机排气，其次是锅炉中化石燃料的燃烧。CO是含碳燃料燃烧过程中生成的一种中间产物，最初存在于燃料中的所有碳都将形成CO。CO的形成和破坏过程都是受化学反应动力学机理所控制，是碳氢燃料燃烧过程中基本反应之一，它的生成机理为∶RH→R→RO2→RCHO→RCO→CO。
式中R为碳氢自由基团。反应中的RCO原子团主要通过热分解生成CO，也可以氧化碳氢基团R后生成CO。燃烧过程中CO氧化成CO的速率要比CO生成速率低，因此在碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应为：碳氢化物火焰中CO的基本氧化反应。
CO是不完全燃烧的产物之一。若能组织良好的燃烧过程，即具备充足的氧气、充分的混合，足够高的温度和较长的滞留时间，中间产物CO最终会燃烧完毕，生成CO或H2O。因此，控制CO的排放不是企图抑制它的形成，而是努力使之完全燃烧。
研究表明，碳氢燃料和空气的预混燃烧火焰中，由于CO的生成速率很快，在火焰区CO浓度迅速上升到最大值，该最大值通常比反应混合物在绝热燃烧时的平衡值要高，随后CO浓度缓慢地下降到平衡值。因此，从燃烧设备的排气中检测的CO含量要比在燃烧室中最大值低，但明显地大于排气状态下平衡值。这表明化学反应动力学控制着CO的生成和破坏。
三、大气污染物及其来源
（一）大气污染
大气污染在大气中，大气外来污染物的存在并最终构成大气污染，是有一定条件的。按照国际标准化组织（ISO）作出的定义：大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
这里指明了造成大气污染的原因是人类的活动和自然过程。人类活动包括人类的生活活动和生产活动两个方面，而生产活动又是造成大气污染的主要原因。自然过程则包括了火山活动、山林火灾、海啸、土壤和岩石的风化以及大气圈的空气运动等容。上述所说的原因导致一些非自然大气组分如硫氧化物、氮氧化物等进入大气，或使一些组分的含量大大超过自然大气中该组分的含量，如碳氧化物、颗粒物等。
“定义”还指明了形成大气污染的必要条件，即污染物在大气中要含有足够的浓度，并在此浓度下对受体作用足够的时间。在此条件下对受体及环境产生了危害，造成了后果，称之为大气污染。由于大气的自净作用，会使自然过程造成的大气污染，经过一段时间后自动消除。
◆大气污染范围分类
（1）局部地区大气污染如某个工厂烟囱排气所造成的直接影响；
（2）区域性大气污染如工矿区或其附近地区的污染，或整个城市的大气污染；
（3）广域性大气污染是指更广泛地区，更广域的大气污染，在大城市及大工业带可以出现这种污染，最主要的污染是酸雨；
（4）全球性大气污染，指跨国界乃至涉及整个地球大气层的污染，如温室效应、臭氧层破坏等。
（二）主要大气污染物
排入大气的污染物种类很多，依据不同的原则，可将其进行分类。依照污染物存在的形态，可将其分为颗粒污染物与气态污染物。依照与污染源的关系，可将其分为一次污染物与二次污染物。若大气污染物是从污染源直接排出的原始物质，进入大气后其性质没有发生变化，则称其为一次污染物；若由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物，则所形成的新污染物称为二次污染物。二次污染物，如硫酸烟雾和光化学烟雾，所造成的危害，已受到人们的普遍重视。
◆颗粒污染物：进入大气的固体粒子和液体粒子均属于颗粒污染物。对颗粒污染物可作出如下的分类。
（1）尘粒：一般是指粒径大于75μm的颗粒物。这类颗粒物由于粒径较大，在气体分散介质中具有一定的沉降速度，因而易于沉降到地面。
（2）粉尘：在固体物料的输送、粉碎、分级、研磨、装卸等机械过程中产生的颗粒物，或由于岩石、土壤的风化等自然过程中产生的颗粒物，悬浮于大气中称为粉尘，其粒径一般小于75μm。在这类颗粒物中，粒径大于10μm，靠重力作用能在短时间沉降到地面者，称为降尘；粒径小于10μm，不易沉降，能长期在大气中飘浮者，称为飘尘。
（3）烟尘：在燃料的燃烧、高温熔融和化学反应等过程中所形成的颗粒物，飘浮于大气中称为烟尘。烟尘的粒子粒径很小，一般均小于1μm。它包括了因升华、焙烧、氧化等过程所形成的烟气，也包括了燃料不完全燃烧所造成的黑烟以及由于蒸汽的凝结所形成的烟雾。
（4）雾尘：小液体粒子悬浮于大气中的悬浮体的总称。这种小液体粒子一般是由于蒸汽的凝结、液体的喷雾、雾化以及化学反应过程所形成，粒子粒径小于μm。水雾、酸雾、碱雾、油雾等都属于雾尘。
（5）煤尘：燃烧过程中未被燃烧的煤粉尘、大、中型煤码头的煤扬尘以及露天煤矿的煤扬尘等。
◆气态污染物：以气体形态进入大气的污染物称为气态污染物。气态污染物种类极多，按其对我国大气环境的危害大小，有五种类型的气态污染物是主要污染物。
（1）含硫化合物主要指SO2、SO3和H2S等，其中以SO2的数量最大，危害也最大，是影响大气质量的最主要的气态污染物。
（2）含氮化合物含氮化合物种类很多，其中最主要的是NO、NO2、NH3等。
（3）碳氧化合物污染大气的碳氧化合物主要是CO和CO2。
（4）碳氢化合物此处主要是指有机废气。有机废气中的许多组分构成了对大气的污染，如烃、醇、酮、酯、胺等。
（5）卤素化合物对大气构成污染的卤素化合物，主要是含氯化合物及含氟化合物，如HCl、HF、SiF4等。
气态污染物从污染源排入大气，可以直接对大气造成污染，同时还可以经过反应形成二次污染物。主要气态污染物和由其所生成的二次污染物种类如下：
◆二次污染物：二次污染物中危害最大，也最受到人们普遍重视的是光化学烟雾。光化学烟雾主要有如下类型：
（1）伦敦型烟雾大气中未燃烧的煤尘、SO2，与空气中的水蒸气混合并发生化学反应所形成的烟雾，也称为硫酸烟雾。
（2）洛杉矶型烟雾汽车、工厂等排入大气中的氮氧化物或碳氢化合物，经光化学作用所形成的烟雾，也称为光化学烟雾。
（3）工业型光化学烟雾在我国西固地区，氮肥厂排放的NOx、炼油厂排放的碳氢化合物，经光化学作用所形成的光化学烟雾。
（三）主要大气污染物的来源
根据大气污染的定义，大气污染物主要来源于自然过程和人类活动。大气污染物的排放源及排放量的情况如表。
造成大气污染的污染物，从产生源来看，主要来自以下几个方面。
（1）燃料燃烧：火力发电厂、钢铁厂、炼焦厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国能源以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。
（2）工业生产过程：化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成品的过程中，都会有大量的污染物排入大气中，由于工艺、流程、原材料及操作管理条件和水平的不同，所排放污染物的种类、数量、组成、性质等差异很大。这类污染物主要有粉尘、碳氢化合物、含硫化合物、含氮化合物以及卤素化合物等多种污染物。
（3）农业生产过程：农业生产过程对大气的污染主要来自农药和化肥的使用。有些有机氯农药如DDT，施用后在水中能在水面悬浮，并同水分子一起蒸发而进入大气；氮肥在施用后，可直接从土壤表面挥发成气体进入大气；而以有机氮或无机氮进入土壤的氮肥，在土壤微生物作用下可转化为氮氧化物进入大气，从而增加了大气中氮氧化物的含量。此外，稻田释放的甲烷，也会对大气造成污染。
（4）交通运输：各种机动车辆、飞机、轮船等均排放有害废物到大气中。由于交通运输工具主要以燃油为主，因此主要的污染物是碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、含铅污染物、苯并[a]芘等。排放到大气中的这些污染物，在照射下，有些还可经光化学反应，生成光化学烟雾，因此它也是二次污染物的主要来源之一。
四、各种单位之间的换算关系
（一）浓度单位ppm与mg/m3的换算
◆气体浓度：对大气中的污染物，常见体积浓度和质量—体积浓度来表示其在大气中的含量。1ppm=1mg/L；1ppm=0ppb；1ppb=0ppt；ppm即：mg/L（毫克/升）；ppb即：ug/L（微克/升）；ppt即：ng/L（纳克/升）。
◆体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm。
常用的表示方法是ppm，即1ppm等于1立方厘米/立方米等于10-6。除ppm外，还有ppb和ppt，他们之间的关系是：1ppm=10-6（一百万分之一），1ppb=10-9（十亿分之一），1ppt=10-12（万亿分之一），1ppm=ppb=ppt。
◆质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3。它与ppm的换算关系是：X=M.C/22.4；C=22.4X/M；
式中：X—污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值；C—污染物以ppm表示的浓度值；M—污染物的分之子量。
由上式可得：1ppm=M/22.4(mg/m3）=0.m/22.4ug/m3
（二）PPM与百分比换算
百分百换算：1ppm=0.%；10ppm=0.%；ppm=0.01%；0ppm就是0.1%。
五、一氧化碳的适宜值范围参照
我国车间空气中CO的最高容许浓度为30mg/m3。如果考虑体力消耗，正常人接触1小时为35ppm，所以36ppm对人是显然有害的，并且不能超过一小时，如果超了会有明显中毒反应。
（1）CO气体在不同报警值下作业时间及危害
（2）常见有毒有害气体在不同报警值下作业时间及危害
六、耕作指导
通常情况下，一氧化碳在大气中的浓度相对较低，不会对农作物有任何影响，但农场周围如果出现一氧化碳泄露，则会危害人体健康，特别是在塑料大棚内这种密闭环境，一旦出现一氧化碳泄漏，很容易导致人体中毒。
（一）常见中毒原因
（1）在密闭居室中使用煤炉取暖、做饭，由于通风不良，供氧不充分，可产生大量一氧化碳积蓄在室内。包括门窗紧闭，又无通风措施，未安装或不正确安装风斗，疏忽大意，思想麻痹，致使煤气大量溢出；气压低，煤气难以流通排出。
（2）城市居民使用管道煤气，如果管道漏气，开关不紧，均可使煤气大量溢出，造成中毒。
（3）使用燃气热水器，通风不良，洗浴时间过长。
（4）冬季在车内发动汽车或开动车内空调后在车内睡眠，都可能引起煤气中毒。
（二）临床表现
（1）轻度中毒。患者可出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%～20%。
（2）中度中毒。除上述症状加重外，口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红色，多汗，血压先升高后降低，心率加速，心律失常，烦躁，一时性感觉和运动分离即尚有思维，但不能行动。症状继续加重，可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%～40%。经及时抢救，可较快清醒，一般无并发症和后遗症。
（3）重度中毒。患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加，或有阵发性强直性痉挛;晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。
（4）后遗症。中、重度中毒病人有神经衰弱、震颤麻痹、偏瘫、偏盲、失语、吞咽困难、智力障碍、中毒性精神病或去大脑强直。部分患者可发生继发性脑病。
（三）迟发脑病(delayedencephalopathy)
急性CO中毒患者于昏迷苏醒后，意识恢复正常，但经2~30天的假愈期后，又泛起脑病的神经精神症状，称为急性CO中毒迟发脑病。因表现出“双相”的临床过程，亦有人称之为“急性CO中毒神经系统后发症”。常见的临床表现有以下几种:
（1）精神症状：溘然发生定向力丧失、表情淡漠、反应痴钝、记忆障碍、大小
便失禁、糊口不能自理；或泛起幻视、错觉、语无伦次、行为变态，表现如急性痴呆木僵型精神病。
（2）脑局灶损害
◆锥体外系神经损害：以帕金森综合征多见，患者四肢呈铅管状或齿轮样肌张力增高、动作缓慢、步行时双上肢失去随伴运动或泛起书写过小症与静止性震颤。少数患者可泛起跳舞症。
◆锥体系神经损害：表现为一侧或两侧的轻度偏瘫，上肢屈曲强直，腱反射亢进，踝阵挛阳性，引出一侧或两侧病理反射，也可能泛起运动性失语或假性球麻木。
◆其他：皮层性失明、癫痫发生发火、顶叶综合征(失认、失用、失写或失算)亦曾有报道。
（四）低浓度CO对人体的影响
（1）神经系统：头晕、头痛、耳鸣、乏力、睡眠障碍、记忆力减退等脑衰弱综合征的症状比较多见，神经行为学测试可发现异常，多于脱离CO接触后即可恢复。上述症状顽固者，往往有多次轻度急性CO中毒的历史。
（2）心血管系统：心电图可泛起心律变态、ST段下降、QT间期延长，或右束支传导阻滞等异常。在职业接触者COHb饱和度达到5%以上时，可以见到血清乳酸脱氢酶(LDH)、羟丁酸脱氢酶(HBD)、肌酸磷酸激酶(CPK)增高，这些酶活性的增高可能与心肌损害有关。此外，通过人群调查，发现约20%～25%的抽烟者血中COHb高于8%～10%，这些人心肌梗死的猝死率比不抽烟者为高。
七、耕作改善
（一）一氧化碳超标预防措施
（1）在一氧化碳容易积聚的区域必须设置警示牌，当检测的一氧化碳浓度正常时悬挂“一氧化碳浓度正常，可以进入”警示牌；当检测的一氧化碳浓度超限时（一氧化碳浓度大于24ppm）悬挂“一氧化碳浓度超限，禁止入内”的警示牌。
（2）每天工作前，查看一氧化碳浓度检测情况。
（3）对一氧化碳容易积聚的区域（原煤仓下、产品仓上等）每2小时要检测一次，认真填写一氧化碳检测记录及现场的“一氧化碳检测牌”。
（4）检测人员在检测时不得少于2人，两者之间必须保持一定的安全距离，一人操作一人监护，禁止单人检测。
（5）检测人员如检测出一氧化碳浓度超限，应立即向负责人汇报，同时向领导汇报并做好一氧化碳监测记录。
（6）当区域内一氧化碳浓度超过24ppm时，岗位人员应立即打开门窗、启动通风设备加强通风，并向集控室负责人汇报。同时，岗位人员应每隔一小时向集控室汇报一次岗位人员身体及在岗情况。
（7）当区域内一氧化碳浓度超过ppm时，岗位人员应立即停止作业撤离现场。
（8）确因紧急情况，需进入一氧化碳浓度较高的区域时必须佩戴一氧化碳防毒面具，防毒面具必须按照使用说明正确使用，并在滤毒罐有效使用时间内（每罐使用时间30分钟）撤离到安全地点。
（9）防毒面具由安全管理科统一配发到各分厂，由驻分厂安监员进行管理。
（二）一氧化碳中毒症状及相关数据对照表
（三）一氧化碳中毒急救原则
（1）应尽快让患者离开中毒环境，并立即打开门窗，流通空气。
（2）患者应安静休息，避免活动后加重心、肺负担及增加氧的消耗量。
（3）给予中毒者充分的氧气。
（4）对中毒较轻的病人，可以让他喝些浓茶，鲜萝卜汁和绿豆汤等。
（5）神智不清的中毒患者必须尽快抬出中毒环境，让病人平躺下，解开衣扣和裤带。在最短的时间内，检查病人呼吸、脉搏、血压情况，根据这些情况进行紧急处理。
（6）中毒者呼吸心跳停止，立即进行人工呼吸和心脏按压。还可以针炙，针炙时可刺入人中、足三里、十宣等穴位。
（7）呼叫急救服务，急救医生到现场救治病人。
（8）病情稳定后，医院进一步检查治疗。
（9）中毒者应尽早进行高压氧舱治疗，减少后遗症。
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农卷风编辑：林伟涛