首先需要厘清标题的含义
本文标题中的“半数”是一种帮助记住现场风险的表述,并非指所有缺氧事故中有 50% 由二氧化碳造成的普遍统计数据。已核查的 OSHA、NIOSH 和 HSE 一手资料中,并未提出适用于所有行业的此类共同占比。原因的分布会随工作场所、工艺、储存物、季节和通风状况而大幅变化。因此,不能把这个标题作为事故占比或发生概率来引用。
尽管如此,仍有充分理由强调 CO₂。在受限空间中,CO₂ 可排挤空气而降低氧气浓度,也会在发酵、腐败和微生物呼吸等消耗氧气的过程中同时产生。此外,即使氧气接近正常范围,CO₂ 在高浓度下也可能造成自身的生理影响。换言之,单个氧气传感器读数正常,并不能排除 CO₂ 风险。将“半数”理解为警示更为准确:不要只完成一半的缺氧评估而遗漏 CO₂ 发生源;它并非一个数字。
缺氧与 CO₂ 积聚并非同一种风险
正常大气中的氧气约为 20.9%。美国 OSHA 将按体积计低于 19.5% 的氧气定义为缺氧大气。这一数值不是用来取代韩国法规的标准,而是解释受限空间风险时可参考的国际公共机构基准线。实际是否允许作业,应同时遵循韩国职业安全与健康法规、工作场所程序和风险评估。
缺氧是可供呼吸的氧气分压不足的状态。它可能迅速导致判断力下降、协调障碍、意识丧失和死亡,并且在低浓度下很难仅凭感觉察觉。NIOSH 也警告,许多有害气体和蒸气既看不见也闻不到,人无法凭感觉判断氧气是否充足。
CO₂ 积聚是一种独立的化学暴露风险。CO₂ 无色、无味且不可燃。HSE 说明,曾发生高浓度 CO₂ 进入储罐、坑槽和地下室等受限空间、置换氧气并导致窒息死亡的案例。NIOSH 的美国建议值为 8 小时时间加权平均 5,000 ppm、短时暴露 30,000 ppm,立即危及生命或健康的浓度为 40,000 ppm。这些数值同样不能替代韩国的暴露标准,但说明不能只把 CO₂ 看作“通风指标”。
重要的是,这两种风险可能重叠,也可能分别出现。大量 CO₂ 流入时,氧气会降低,同时 CO₂ 本身的影响也会加大。反之,即使氧气仍在 19.5% 以上,CO₂ 也可能超过作业标准。若氮气排挤空气,氧气会不足而 CO₂ 数值未必很高。因此,“氧气正常 = 大气安全”与“CO₂ 正常 = 氧气正常”这两个等式都不成立。
CO₂ 降低氧气的第一条路径:空气置换
当 CO₂ 管道、灭火系统、发酵罐、干冰、焊接保护气体或工艺排出口发生泄漏或排放时,原有空气会被排挤。并非只有氧气被选择性地移除;由于原有空气混合物被 CO₂ 替代,整个空间内氧气的体积分数会降低。空间体积越小、进入的气体越多且通风越不足,变化就越快。
在相同温度和压力下,CO₂ 的密度高于空气,因此可能聚集在低洼处、坑槽、集水坑和储罐底部。HSE 提示,CO₂ 和氩气等相对较重的焊接气体可能积聚在车辆检修坑等意料之外的低处。然而,不能断定“较重气体总是只在下方”。喷出速度、热量、风机、作业人员的移动、开口和结构物都会改变混合和分层。正因如此,不能让一个高度的测量值代表整个空间。
尤其是在连接管道仍带压或仍处于运行状态时,即使预先通风后风险也会再次出现。不能只相信“阀门已经关闭”的说法;在可能情况下,应确认切断、拆离、安装盲板、上锁挂牌等物理隔离。通风不是消除发生源的措施,因此,试图仅用一台风机抵消持续流入的 CO₂,很容易失败。
第二条路径:生物生成与氧气消耗
在粪污储存池、下水管道、发酵槽、青贮窖、谷物仓库和有机废弃物空间中,微生物分解和发酵会产生 CO₂。有氧微生物和储存物消耗氧气时,CO₂ 可能增加;在缺氧条件下,还可能同时产生甲烷、硫化氢等其他危险气体。HSE 关于农场粪浆设施的指南说明,细菌分解会产生 CO₂、氨、甲烷和硫化氢,也可能同时出现缺氧。
这一路径棘手之处在于产生速度并不恒定。升温、搅拌、泵送、投加内容物、沉积层坍塌和液位变化,都可能突然释放被困住的气体。即使作业前测量安全,开始作业后也可能变为危险大气。储罐已打开很久这一事实,或前一天未发现异常的经验,都不能成为当天安全的依据。
人的呼吸在小型受限空间中也会消耗氧气并释放 CO₂。不过,实际风险评估还必须综合计算人员数量、作业强度、停留时间、空间体积、供气量和其他发生源。应避免“进去几个人就立刻危险”或“只有一个人就安全”之类的简单判断。
除 CO₂ 外必须查找的缺氧原因
若把缺氧调查止于 CO₂ 一项,就会犯下标题所警示的相反错误。HSE 的受限空间指南列举了以下多种原因。
使用氮气、氩气、氦气等惰性气体吹扫或使用焊接保护气体时,空气可能被置换。氮气尤其无色无味,难以凭感觉察觉泄漏。
钢制储罐、废料、切削屑和大面积钢材表面的氧化、腐蚀会消耗氧气。HSE 介绍过一个案例:进入水的起重机隔舱内铁锈耗尽氧气,导致人员死亡。
焊接、切割、燃烧、发动机运行和某些化学反应会消耗氧气,同时产生一氧化碳、氮氧化物、烟雾等新的有害因素。
谷物、木材、煤、蔬菜和木质颗粒可因氧化或生物反应降低氧气。一些储存物也会同时产生 CO 或 CO₂。
土壤和地层反应、地下水与石灰质物质的反应,以及从周边填埋场或管道流入的气体,均可能改变空间内的大气。
长期密闭、通风不足和作业人员呼吸会累积其他耗氧过程的影响。
查找原因时,除了问“空间里原本有什么”,还应问“作业过程中带进了什么”。清洗剂、涂层剂、焊接气体、泵排气、干冰和外部设备的排放,都可能在作业开始后形成新的大气。相邻储罐或连接管道、排水沟和地层也应纳入同一评估范围。
仅有一个氧气传感器为何不足
氧气传感器只能告诉你氧气浓度,不能说明原因。若氧气偏低,需要额外测量并核实工艺,才能判断是 CO₂、氮气、氩气、燃烧还是腐蚀所致。即使氧气正常,CO₂、硫化氢、一氧化碳或溶剂蒸气也可能处于有害浓度。常用的4气体检测仪通常测量氧气、可燃气体、硫化氢和一氧化碳,许多型号并不包含 CO₂ 传感器。不能因设备屏幕显示四个数字,就假定它也在测量 CO₂。
还应确认传感器方式和测量范围。若预期浓度超过仪器上限,可能出现仅显示最大值、报错或响应延迟。存在 CO₂ 的可能时,应选择适合该浓度范围和环境的专用传感器或复合检测仪。确认校准是否有效、使用前功能检查、电池、采样软管泄漏、过滤器状态以及制造商规定的响应时间。记录表也应明确标示单位,以免测量人员混淆数字的单位 %、ppm 和 %LEL。
测量的对象是空间体积,而非入口
OSHA 规定,在进入受限空间前,使用已校准的直读式仪器,依次检测氧气、可燃气体和蒸气、潜在有毒污染物。先检测氧气的原因之一是,许多可燃气体检测仪依靠氧气工作,在缺氧状态下可能给出不可靠的数值。若预计存在 CO₂,应将其明确列入有毒和窒息性因素清单并一同测量。
应尽可能在人员尚未进入时,以远程采样开始测量。测量范围包括入口、作业位置、地面或储罐底部、上部、封闭隔舱和管道周围。OSHA 附录 B 指引,在可能存在分层的下行进入中,应沿进入方向及左右各约 1.22 m 的范围检测大气,并按检测仪响应速度移动。只有同时记录测量位置、高度、时刻和通风状态,数值才具有可重复性。
作业前的一次测量仅显示起始条件。若发酵、搅拌、焊接或管道泄漏等情况可能改变条件,应在作业中连续监测或按风险相符的周期监测。警报响起、通风停止,或工艺、人员、天气、液位发生变化时,应立即撤离并重新评估原因。把检测仪固定在入口外的一个位置,可能会遗漏作业人员呼吸高度的实际暴露。
通风不是降低数字的装置,而是一套控制体系
首先评估能否避免进入受限空间本身。若能通过外部清洗、远程摄像头、长柄工具或自动采样完成工作,就没有必要制造进入风险。若必须进入,应隔离 CO₂ 和惰性气体管道以及可能流入的液体和固体,清除残留物后再供应新鲜外气。
送风位置应远离排气口、车辆和发电机,以免重新吸入受污染空气。风管应布置到能让空气抵达死角和作业位置。若 CO₂ 可能积聚在低处,应通过测量验证下部是否真正发生空气交换。不能仅凭门或人孔已经打开,就判断通风充分。通风后、作业中和恢复作业前都要再次测量。
不可向缺氧空间吹入纯氧来提高数值。HSE 警告,用氧气“改善”空气会造成严重火灾风险。所需的不是提高氧浓度,而是适当的新鲜外气通风和发生源控制。若通风无法维持安全条件,普通防尘或防毒面具并非解决方案。NIOSH 说明,在缺氧或立即危及生命健康的大气中,需要符合工作条件的供气式呼吸防护装备。其选择和使用应遵循专业程序,包括培训、适配性、应急供气和救援计划。
进入许可并非一行测量数值
进入许可证应关联空间识别、作业内容、预计发生源、隔离状态、允许条件、测量设备及结果、通风方式、监护人、通信、撤离标准和救援方法。只写“氧气 20.9%”并不能控制 CO₂ 泄漏可能性、硫化氢释放或搅拌造成的急剧变化。
现场检查可归纳为以下问题。
是否存在可能流入或产生 CO₂ 的管道、储存物、微生物工艺、干冰和燃烧源?
是否存在氮气、氩气、腐蚀、焊接、储存物氧化等无需 CO₂ 即可降低氧气的原因?
是否分别测量了氧气和 CO₂,并纳入预期的可燃性和有毒气体?
是否在上、中、下部及封闭隔舱中,按仪器响应时间充分测量?
是否在隔离和通风后,监测安全条件能否在整个作业期间保持?
在报警、通风故障或工艺变化时,是否立即撤离并控制再次进入?
是否在作业前准备好监护人、通信、非进入式救援和专业救援支持?
不要让救援者成为第二名伤者
缺氧和高浓度 CO₂ 只需数次呼吸就可能降低判断力和运动能力。看到同事倒下后若不佩戴防护装备就跟着进入,救援者也会暴露在相同大气中。NIOSH 强调,未接受受限空间救援训练、没有适当设备和个人防护装备的人员,不应为紧急救援而进入。
作业前的救援计划应包括外部监护人、持续通信、呼救方式、尽可能的非进入式回收装置,以及救援队的到达和进入条件。仅仅拥有救援呼吸防护装备也不代表准备已经完成。应按实际空间确认佩戴训练、检查、适配性、供气量、进入路径和能否提升伤者。不要让现场作业人员临时决定救援方法。
现场应记住的结论
CO₂ 可在受限空间中置换氧气,也会在发酵、分解和呼吸过程中随氧气消耗而增加。然而,并未确认存在“所有缺氧中一半由 CO₂ 造成”的普遍统计。标题中的“半数”是在警示遗漏 CO₂ 的不完整评估。
安全判断关注的不是一个数字,而是原因和发生变化的可能性。应使用合适的传感器分别测量氧气、CO₂、可燃气体和预期有毒气体,并确认多个高度和作业位置。隔离管道和能源,以新鲜外气通风,并在作业中监测条件。只有连同撤离标准和非进入式救援计划一并准备,进入许可才有意义。所需的证据不是氧气数值正常的一个瞬间,而是在整个作业过程中维持安全大气。
来源
所有链接均于 2026 年 9 月 9 日核查。

