沼氣中毒事故在排水設(shè)施維護(hù)作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生，造成多人中毒的事故案例屢見不鮮：2004年4月9日，上海市南區(qū)污水干線某泵站改建工程中中毒死亡一人。2004年4月28日，無錫市太湖大道邊一水利工地疏通地下管道時(shí)中毒死亡二人。2004年6月3日，天津市泰豐泵站維修污水壓力管線作業(yè)時(shí)中毒死亡五人。因此了解沼氣的產(chǎn)生和致毒機(jī)制，從而制定并采取妥善措施以保護(hù)市政工人的生命健康顯得尤為重要。

　　一、沼氣的產(chǎn)生

　　下水道、檢查井、化糞池、泵房集水池、水處理構(gòu)筑物等積存污水、污物的設(shè)施由于潮濕且相對(duì)封閉，容易產(chǎn)生沼氣。沼氣是有機(jī)物在微生物的作用下厭氧消化產(chǎn)生的混合氣體，沼氣的產(chǎn)生過程是一個(gè)由多種細(xì)菌參與的多階段的生化反應(yīng)過程，整個(gè)過程可以分為水解、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段：

　　水解階段是一些兼性細(xì)菌分泌胞外酶，將纖維素、脂肪等大分子有機(jī)物水解成細(xì)菌可以吸收的溶解物質(zhì)的過程，此過程有少量二氧化碳和氨產(chǎn)生。

　　產(chǎn)酸階段是細(xì)菌把水解產(chǎn)物分解為揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇及一些醛酮類物質(zhì)的階段，該過程產(chǎn)生二氧化碳、氨、硫化氫、氫等氣體。能夠進(jìn)行水解和酸性消化的細(xì)菌種類很多，它們在有氧和厭氧環(huán)境下均能存活，統(tǒng)稱產(chǎn)酸菌。

　　產(chǎn)甲烷階段是在厭氧環(huán)境中由甲烷細(xì)菌以揮發(fā)性脂肪酸等易降解物質(zhì)為底物產(chǎn)生甲烷的過程。該過程對(duì)環(huán)境條件要求較高，如要求PH值在6.4至7.8之間、絕對(duì)厭氧環(huán)境等。甲烷細(xì)菌的種類少，繁殖速度慢，代謝活力不強(qiáng)，適宜的溫度范圍狹窄。

　　下水道等排水設(shè)施由于存在大量有機(jī)物質(zhì)加之自身特點(diǎn)，為沼氣的產(chǎn)生提供了理想場所，當(dāng)管道堵塞或長時(shí)間積存污水污泥時(shí)厭氧條件更加充分。設(shè)施中沼氣濃度高時(shí)不僅會(huì)引起人員中毒，而且有爆炸危險(xiǎn)，因此維護(hù)作業(yè)時(shí)必須考慮沼氣的作用和影響，采取有效的方法保證作業(yè)安全。

　　二、沼氣的致毒成份

　　沼氣一般含甲烷50％～70％，含二氧化碳25～40％，和少量的氮?dú)狻錃?、氨氣和硫化氫、磷化氫等，具體成份取決于底物的有機(jī)物成份和消化程度。例如：硫化氫在沼氣成份中通常僅占0.005～0.08％，當(dāng)污水中含有大量蛋白質(zhì)或硫酸鹽時(shí)，硫化氫的含量會(huì)達(dá)到1％；磷化氫在沼氣中通常痕量存在，當(dāng)有油麩、骨粉、棉籽餅、磷礦粉、動(dòng)物尸體等含磷有機(jī)物時(shí)，含量會(huì)明顯增高；當(dāng)PH值小于7時(shí)甲烷的產(chǎn)生會(huì)受到抑制；當(dāng)溫度從15℃～25℃以下提高到35℃～38℃時(shí)，產(chǎn)氣效率會(huì)成倍提高。

　　甲烷、二氧化碳、氫氣、氮?dú)舛际菬o毒性的氣體，但是它們在高濃度下使空氣中氧氣的分壓降低，致使肌體動(dòng)脈血血紅蛋白氧飽和度和動(dòng)脈血氧分壓降低，導(dǎo)致組織供養(yǎng)不足，引起缺氧窒息。若空氣中甲烷含量達(dá)到25～30％時(shí)，人們就會(huì)產(chǎn)生頭痛、頭暈、惡心、注意力不集中、動(dòng)作不協(xié)調(diào)、乏力、四肢發(fā)軟等癥狀。若空氣中甲烷含量達(dá)到45～50％以上時(shí)，人們就會(huì)因嚴(yán)重缺氧而出現(xiàn)呼吸困難、心動(dòng)過速、昏迷、窒息死亡。

　　硫化氫是一種神經(jīng)毒劑，亦為窒息性和刺激性氣體。其毒作用的主要靶器官是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，亦可伴有心臟等多器官損害，對(duì)毒作用最敏感的是腦和粘膜接觸部位。吸入的硫化氫進(jìn)入血液分布至全身，與細(xì)胞內(nèi)線粒體中的細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，使其失去傳遞電子的能力，造成細(xì)胞缺氧。硫化氫還可能與體內(nèi)谷胱甘肽中的巰基結(jié)合，使谷胱甘肽失活，影響生物氧化過程，加重了組織缺氧。高濃度（1000mg/m3以上）硫化氫，主要通過對(duì)嗅神經(jīng)、呼吸道及頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈體的化學(xué)感受器的直接刺激，傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，先是興奮，迅即轉(zhuǎn)入抑制，發(fā)生呼吸麻痹，以至于‘電擊樣中毒”。硫化氫接觸濕潤粘膜，與液體中的鈉離子反應(yīng)生成硫化鈉，對(duì)眼和呼吸道產(chǎn)生刺激和腐蝕，可致眼結(jié)膜炎，呼吸道炎癥，甚至肺水腫。由于阻斷細(xì)胞氧化過程，心肌缺氧，可發(fā)生彌漫性中毒性心肌病。

　　氨氣對(duì)粘膜和皮膚有堿性刺激及腐蝕作用，可造成組織溶解性壞死。高濃度時(shí)可引起反射性呼吸停止和心臟停搏。人接觸553mg/m3可發(fā)生強(qiáng)烈的刺激癥狀，可耐受 1.2分鐘；3500～7000mg/m3濃度下可立即死亡。

　　磷化氫屬高毒類物質(zhì)，濃度在1．4～4．2mg/m3時(shí)，可聞到特有??? 的腐魚樣氣味，10mg/m3濃度下接觸6小時(shí)有中毒癥狀，409一846mg/m3濃度下接觸0．5～1小時(shí)可致死。