摘要：正压式消防空气呼吸器是保障消防员人身安全的重要个人防护装备，其携带的压缩空气质量直接关系到消防员的身体健康以及呼吸器的使用性能。如何对正压式消防空气呼吸器用压缩空气的质量管理对保障消防员身体健康以及正压式消防空气呼吸器的性能起到关键作用。本文主要阐述了正压式消防空气呼吸器用压缩空气的主要污染物及其来源和危害，比较了国内外压缩空气质量的相关标准和主要检测方法，并对改善压缩空气质量提出了建议。

       关键词：消防 正压式消防空气呼吸器 压缩空气质量 空气质量管理

1 引言

       正压式消防空气呼吸器（以下简称空呼器）是一种开放式、正压型呼吸保护器具，具有自带压缩空气源供给佩戴者呼吸所用的洁净空气[1]。当消防员的作业环境有害物质浓度较高（体积浓度≥1%），有害物质种类不明，环境空气中氧气浓度小于17%，以及空气中含有大量有毒气体等情况时，用于保护消防员的呼吸系统免受伤害[2, 3]，是消防员必配的呼吸防护装具。正压式消防空气呼吸器气瓶中的压缩空气质量直接关系到消防员的身体健康以及呼吸器的使用性能。如何对正压式消防空气呼吸器用压缩空气中污染物进行检测，并保障压缩空气的质量对保障消防员生命安全起到关键作用。

2 压缩空气中的主要污染物

       压缩空气中的污染物主要来自空气中原本含有的污染物和空气充填泵压缩过程产生的污染物，这些污染物达到一定浓度会对消防员的身体健康造成影响，并可能会引起呼吸器零部件阻塞和损坏，影响呼吸器的使用性能，威胁消防员的生命安全。压缩空气污染物主要有油雾、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气和异味等[4, 5]，其主要来源和危害如下：

       油雾：主要来自润滑油，消防员吸入油污可能会引起肺部损伤，并引发类脂性肺炎或肺气肿。

       颗粒物：主要来自环境空气中的粉尘和空气压缩机产生的机械性碎屑。虽然空气充填泵会使用滤芯进行过滤，但是由于维护不良或者机械故障等原因，油雾或颗粒物还是有可能污染压缩空气，引起使用者呼吸系统的损伤。

       一氧化碳：压缩空气中一氧化碳主要来自环境空气污染和润滑油的热解产物。一氧化碳有剧毒，只需要很低浓度就会对人体产生不利影响，会引起头痛、头晕、恶心、呼吸麻痹、昏迷、甚至死亡等，会严重损伤大脑皮质层，中毒严重者还可能留下后遗症[4, 5]。

       二氧化碳：导致压缩空气中二氧化碳浓度过高的的主要原因有：充填泵进气口附近有污染源，如车辆尾气、下水道等，以及空气过滤器失效。吸入过高浓度的二氧化碳，会引起使用者呼吸频率和呼吸增加，缩短正压式消防空气呼吸器的使用时间，并增加对其他污染物的吸入。

       水蒸气：空气中都含有水蒸气。压缩空气中的水分会滋生细菌，在低温下会结霜，可能影响气瓶瓶阀减压器或供气阀的功能，导致供气不足；水蒸气、油雾和颗粒物作用在一起，容易造成金属管路和部件的腐蚀和损坏。此外，压缩空气如果有异味，会导致使用者感觉恶心，影响消防员的作业效率。

       因此，需要监测和控制呼吸用压缩空气中各污染物的含量，确保消防员呼吸用的压缩空气的清洁，保障消防员生命安全和身体健康。

3 正压式消防空气呼吸器压缩空气质量标准及检测方法

       3.1 国内外标准

       目前我国关于正压式消防空气呼吸器用压缩空气质量的标准有：GB/T 31975—2015《呼吸防护用压缩空气技术要求》[6]、XF/T 620-2006《消防职业安全与健康》[7]和AQ/T6110-2012《工业空气呼吸器安全使用维护管理规范》[8]。国外的标准主要有EN 12021: 2014《呼吸防护装具——呼吸器用压缩空气质量要求》[9]、NFPA 1989: 2019《应急救援呼吸防护用空气质量标准》[10]、CGA G-7.1-2018《商用空气规范》[11]等，各标准中对压缩空气的质量要求见下表：

表 1 正压式消防空气呼吸器用压缩空气质量标准

       其中，欧洲标准EN12021-2014的指标最为严格，我国标准GB/T31975—2015与美国标准CGA G-7.1-2018的指标基本相同，但压缩空气中水分含量高于美国标准；消防标准XF/T 620-2006中油、颗粒物的含量低于美国标准，但是一氧化碳含量却高于美国标准和GB/T 31975—2015中的规定。由于一氧化碳会对消防员健康产生不利影响，建议压缩空气中一氧化碳含量不高于10 mL/m3。AQ/T6110-2012标准中一氧化碳和水分含量高于欧洲标准，其它指标与欧洲标准相同。

       3.2 检测方法

       为保证压缩空气的质量，需要对空气充填泵充入气瓶的空气质量进行定期检测。我国标准GB/T31975—2015要求压缩空气中氧气含量的测定采用铜氨溶液吸收法或顺磁式分析仪、电化学式分析仪等仪器分析方法进行测定,仪器精度至少为±0.2%。一氧化碳和二氧化碳含量的测定可采用催化甲烷化气相色谱法、不分光红外线气体分析法来测定。油雾与颗粒物含量的测定采用滤膜称量法。露点的测定需要采用露点仪来执行[6]。虽然测量精度高，但是测定方法复杂，测试仪器价格昂贵。欧洲标准和美国标准没有特别规定对压缩空气质量的检测方法，仅要求检测精度达到相关要求即可[9]，在95%置信限下精度为±25%的任何测量仪器均可接受[10, 11]。

       建议将露点计和一氧化碳探测仪安装在压缩呼吸空气源上，以持续监测空气中水分含量和一氧化碳浓度；再结合使用便携式压缩空气质量分析仪（图 1）来定性或半定量地分析压缩空气中油气、二氧化碳等的含量，这样操作简单，反应较快速，且对一氧化碳和水分等指标的测定较为准确。

图 1 便携式压缩空气质量分析仪

       4. 正压式消防空气呼吸器用压缩空气质量管理

       正压式消防空气呼吸中压缩空气的质量直接关系到消防员的身体健康以及呼吸器的使用性能，为保证压缩空气质量，应按照压缩空气充装设备的使用状态、维修情况等定期对压缩空气的质量进行检测，空气质量分析最长间隔应小于空气压缩机要求的滤芯更换累计工作时间[5, 8]（至少每季度检查一次[7]）。建议将空气充填泵安装在通风、洁净的环境，且与墙的距离不小于1.5米；注意检查空气压缩机的漏油、老化问题，一经发现要及时修复；按照设备说明书要求对空气充填泵、储气装置（如有）和输气管路等进行定期的维护和管理，定期更换空气充填泵的滤芯，并做好记录；对移动式空气充填泵更应经常检查压缩空气的质量，及时更换滤芯和维修水油分离装置[5, 13]，建议在空气充填泵上安装一氧化碳和水分自动监测设备，便于对空气质量进行管理[14]。此外，为了保障存储气瓶的空气质量，NFPA 1852: 2019 《正压式消防空气呼吸器选择、维护保养标准》[12]建议每年至少更换存储气瓶中的空气一次，也可根据实际情况适当缩减更换气瓶空气的时间[14]。

       在空气质量分析检测不合格时，除应立即停止充装外，应根据检测结果，对不合格的项目进行分析，用压缩空气质量检测仪在不同气路检测空气质量，找到污染源，解决问题后再次对压缩空气进行检测，合格后方可继续充装。通常采取的措施有[5, 13]：更换滤芯；检查压缩机油是否变质或泄漏；检查压缩机排污装置是否工作正常，排净气缸污水；完成上述工作后，启动压缩机，逐个缓慢打开充、放气阀对各条管路进行吹洗；再对压缩空气进行检测，如果还不合格，需要对储气瓶及其相关管路进行清洗，干燥；再对压缩空气进行检测，合格后可继续充装。

4 小结

       消防员直接呼吸正压式消防空气呼吸器气瓶中的压缩空气，空气的质量直接关系到消防员的身体健康和生命安全。本文主要阐述了正压式消防空气呼吸器用压缩空气的主要污染物及其来源和危害，比较了国内外压缩空气质量的相关标准、主要检测方法和检测设备，并对改善压缩空气质量提出了建议。本文建议将XF/T 620-2006《消防职业安全与健康》中压缩气体中一氧化碳含量的上限从20 mg/m3降低到10 mg/m3。还建议至少每个季度检测一次压缩空气的质量，建议采用固定式露点和一氧化碳检测仪结合便携式测试试管来快速、简单地监测压缩空气中的污染物。此外，为保障压缩空气的质量，建议及时更换空气充填泵的滤芯，并每定期更换（至少一年）存储气瓶中的压缩空气。

参考文献

[1] XF 124-2013《正压式消防空气呼吸器》[S]. 北京：中国标准出版社，2013.

[2] 郭铁男主编，中国消防手册[M]，上海科学技术出版社，2007.

[3] 李谦主编，呼吸器应用技术[M]，中国科学技术出版社，2007.

[4] 张明明.供气式呼吸防护装备用压缩空气质量标准建议[J]. 中国安全生产科学技术 2011,02: 9-13.

[5] 刘宇. 北京市劳动保护科学研究所. 空气呼吸器使用管理指南 : AQ/T 6110-2012《工业空气呼吸器安全使用维护管理规范》解读[M]. 中国质检出版社中国标准出版社, 2013.

[6] GB/T 31975—2015《呼吸防护用压缩空气技术要求》[S]. 北京：中国标准出版社，2015.

[7] XF/T 620-2006 《消防职业安全与健康》[S]. 北京：中国标准出版社，2006.

[8] AQ/T 6110-2012《工业空气呼吸器安全使用维护管理规范》[S]. 北京：中国标准出版社，2012.

[9] EN 12021:2014 Respiratory protective devices—Compressed air for breathing apparatus [S].

[10] NFPA 1989: 2019 Standard on Breathing Air Quality for Emergency Services Respiratory Protection [S].

[11] CGA G-7.1-2018 Commodity specification for air [S].

[12] NFPA 1852: 2019 Standard on Selection, Care, and Maintenance of Open-Circuit Self-Contained Breathing Apparatus (SCBA) [S].

[13] 卢锦忠，消防用活塞式空气压缩机应用浅析[J], 海峡科学,10，26-31,2012.

[14] 杜希.正压式消防空气呼吸器用复合气瓶检查及维护保养方法研究 [C] . 2018中国消防协会科学技术年会. 2018.